太阳城集团

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一种用于多探头近场散射成像的幅度校准方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201410158160.9

申请日:

2014.04.18

公开号:

太阳城集团CN103955008A

公开日:

2014.07.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 专利权的转移 IPC(主分类):G01V 13/00登记生效日:20190301变更事项:专利权人变更前权利人:中国电子科技集团公司第四十一研究所变更后权利人:中电科仪器仪表有限公司变更事项:地址变更前权利人:266000 山东省青岛市经济技术开发区香江路98号变更后权利人:266000 山东省青岛市黄岛区香江路98号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01V 13/00申请日:20140418|||公开
IPC分类号: G01V13/00 主分类号: G01V13/00
申请人: 中国电子科技集团公司第四十一研究所
发明人: 杜刘革; 胡大海; 常庆功; 王亚海; 刘伟; 周杨; 颜振
地址: 266000 山东省青岛市经济技术开发区香江路98号
优先权:
专利代理机构: 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 代理人: 龚燮英
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201410158160.9

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

2019.03.22|||2017.01.04|||2014.08.27|||2014.07.30

法律状态类型:

专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明提供一种用于多探头近场散射成像的幅度校准方法,步骤1:利用多探头探测系统测量背景散射数据;步骤2:测量待测目标散射数据;步骤3:进行金属板散射数据测量;步骤4:对待测目标进行背景对消得到散射数据,其进行成像处理得到成像结果;步骤5:对校准金属板进行背景对消得到散射数据,利用RMA算法对其进行成像处理得到成像结果;步骤6:利用公式一对成像结果进行校准,得到校准后待测目标的成像结果。采用上述方案,能够进行微波/毫米波成像的方位向幅度校准,主要用于幅度精度较差的多探头成像系统,使用简单校准件直接对成像结果进行校准,提高成像精度。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于多探头近场散射成像的幅度校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:利用多探头探测系统测量背景散射数据S0或设定S0=0;
步骤2:测量待测目标散射数据S;
步骤3:在待测目标距离向相同位置处放置大于待成像区域的金属板,进行金属板散射数据测量Sstd;
步骤4:对待测目标进行背景对消得到散射数据S-S0,利用RMA算法对其进行成像处理得到成像结果f(x,y);
步骤5:对校准金属板进行背景对消得到散射数据Sstd-S0,利用RMA算法对其进行成像处理得到成像结果fstd(x,y);
步骤6:利用公式一对成像结果进行校准,得到校准后待测目标的成像结果fcali(x,y),公式一:
fcali(x,y)=f(x,y)fstd(x,y).]]>

2.  如权利要求1所述的幅度校准方法,其特征在于,所述待测目标为平整金属板。

说明书

说明书一种用于多探头近场散射成像的幅度校准方法
技术领域
本发明属于多探头近场散射成像的幅度校准技术领域,尤其涉及的是一种用于多探头近场散射成像的幅度校准方法。
背景技术
多探头近场散射成像技术避免了扫描成像中机械运动造成的长太阳城集团数据采集过程,提高了微波毫米波成像的实时性,在安检、无损探伤及目标散射特性分布测试等领域有着广泛的应用前景。距离徙动算法(RMA)是合成孔径雷达技术中常用的成像算法,但是将RMA算法用于多探头系统成像时,对相同散射强度的目标成像,在方位向上,成像区域中心位置与边缘位置像的幅度相差比较大,即成像结果不能正确反映目标的散射特性分布。
目标物体对电磁波的散射能力一般用雷达散射截面(RCS)来定量描述,微波毫米波成像技术可以用图像直观地展现目标区域内RCS散射中心的分布情况,是进行目标体电磁隐身测试的有效手段,特别是近场成像,在小区域范围内即可进行系统组建,实现目标区域的成像分析,已在地理探测、安全检查、穿墙探测、无损探伤等方面广泛应用。
由于安检、穿墙探测等应用对成像的实时性要求较高,多探头测试的需求也随着增加,多探头近场成像就是利用多个发射天线及多个接收天线,通过开关切换或波形调制在极短的太阳城集团内完成对目标区域的电磁散射数据测量,然后利用相应的算法进行反演得到目标区域的散射像,也称作多输 入多输出(MIMO)成像。多探头近场成像不需要对目标区域进行机械扫描,避免了长太阳城集团的数据采集过程,为微波毫米波成像的实时应用提供了解决方案。
距离徙动算法(RMA)是合成孔径雷达(SAR)成像技术中的常用算法,由于传统RMA算法基于的是自发自收结合机械扫描的采集数据,应用于多发多收系统时需要进行单站点等效,或者进行收发天线谱域分离,前者需要考虑实际收发天线的相位差与等效单站点收发相位的不同,后者则无需考虑。
目前RMA算法在多探头成像技术的应用过程中大多采用等效相位中心方法,如Gregory L.Charvat等人在《An Ultrawideband(UWB)Switched-Antenna-Array Radar Imaging System》中采用了等效均匀采样点的阵列形式,其中考虑了相位校准方法,利用一根细长金属杆放置于阵列成像区域,将其等效为二维面的散射点,通过对比各通道测量相位与理论单站点相位差的不同来进行相位校准。Xiaodong Zhuge等人在《Three-Dimensional Near-Field MIMO Array Imaging Using Range Migration Techniques》中采用了收发天线谱域分离的算法,但其测试目标均放置于成像区域中心,并未考虑幅度精度问题。
通过分析国内外参考文献和类似技术,多探头近场成像系统的校准大多只采用一个杆状或球状散射体进行校准,或不考虑幅度精度问题,不进行校准。采用杆状或球状散射体只能进行相位校准,能够消除实际收发天线相位差与等效单站点之间的相位差,但是由于校准件等效为一个散射点,并不能进行幅度校准。
因此,现有技术存在缺陷,需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种用于多 探头近场散射成像的幅度校准方法。
本发明的技术方案如下:
一种用于多探头近场散射成像的幅度校准方法,其中,包括以下步骤:
步骤1:利用多探头探测系统测量背景散射数据S0或设定S0=0;
步骤2:测量待测目标散射数据S;
步骤3:在待测目标距离向相同位置处放置大于待成像区域的金属板,进行金属板散射数据测量Sstd;
步骤4:对待测目标进行背景对消得到散射数据S-S0,利用RMA算法对其进行成像处理得到成像结果f(x,y);
步骤5:对校准金属板进行背景对消得到散射数据Sstd-S0,利用RMA算法对其进行成像处理得到成像结果fstd(x,y);
步骤6:利用公式一对成像结果进行校准,得到校准后待测目标的成像结果fcali(x,y),公式一:
fcali(x,y)=f(x,y)fstd(x,y).]]>
所述的幅度校准方法,其中,所述待测目标为平整金属板。
本校准方法可用于微波/毫米波各频段各类成像测试系统,不仅适用于多探头成像系统采用RMA算法进行成像的校准,还可用于采用其它算法的各类微波/毫米波成像系统的成像结果校准,本发明能够进行微波/毫米波成像的方位向幅度校准,主要用于幅度精度较差的多探头成像系统,使用简单校准件直接对成像结果进行校准,提高成像精度。
附图说明
图1为本发明中多探头近场成像示意图;
图2为本发明方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例,对本发明进行详细说明。
实施例1
在如图1所示的多探头近场成像模型中,101为发射天线,102为接收天,x和y方向为方位向,z方向为距离向,探头位于z=0的xy平面内,目标位于z>0的前半空间。
如图2所示,本发明基于平面反射板均匀反射的原理,以金属板为校准件进行幅度校准。与相位校准方式不同,使用板状校准件时并不能简单地根据相位延迟得到其近场散射理论分布,本发明将利用其成像结果进行校准。得到金属板成像结果为fbo(x,y),对待测目标的像进行如下公式一的处理即可完成校准。公式一:
fcali(x,y)=f(x,y)fstd(x,y).]]>
利用本方法进行多探头近场散射成像的具体实施步骤如下:
步骤1:利用多探头探测系统测量背景散射数据S0;
步骤2:测量待测目标散射数据S;
步骤3:在待测目标距离向相同位置处放置大于待成像区域的金属板,进行金属板散射数据测量Sstd;
步骤4:对待测目标进行背景对消得到散射数据S-S0,利用RMA算法对其进行成像处理得到成像结果f(x,y);
步骤5:对校准金属板进行背景对消得到散射数据Sstd-S0,利用RMA算法对其进行成像处理得到成像结果fstd(x,y);
步骤6:利用公式一对成像结果进行校准,得到校准后待测目标的成像结果fcali(x,y)。
注:步骤(1)是可省略步骤,如省略则S0=0。
本校准方法可用于微波/毫米波各频段各类成像测试系统,不仅适用于多探头成像系统采用RMA算法进行成像的校准,还可用于采用其它算法的各类微波/毫米波成像系统的成像结果校准,本发明能够进行微波/毫米波成像的方位向幅度校准,主要用于幅度精度较差的多探头成像系统,使用简单校准件直接对成像结果进行校准,提高成像精度。
太阳城集团应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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