專利名稱：探地雷達頻域成像方法
技術領域：
本發明屬于雷達成像技術領域，具體涉及一種近場條件下探地雷達三維相干成像方法即探地雷達頻域成像方法。
背景技術：
近年來，雷達近場探測技術由于需求的牽引逐漸成為雷達應用研究的熱點問題之一，近場雷達可以應用于不同的場合，例如；穿墻探測、地雷探測、公路無損檢測、地下掩體的探測以及考古挖掘。目前，雷達工作在近場模式，基本是以探測為主，還沒有成像功能。國外和國內的探地雷達的產品大多是采用的無載波沖擊的信號形式，采用無載波沖擊的探地雷達具有系統簡單的優點，一般只需要沖擊信號發生器，發射天線，接收天線， 以及接收處理單元便可以實現，但無載波沖擊的雷達不能利用回波的相位信息，雷達分辨率會受到一定的限制。而采用線性調頻體制的探地雷達其分辨率要比無載波沖擊的探地雷達分辨率大大的提高。在線性調頻體制下近場成像雷達必須采用相干成像技術來得到高分辨率的雷達圖像，但目前相干的成像的方法，RD，chirp scaling等方法都是針對遠場模型來設計的，在近場條件下，有些近似，使用的這些算法應用與近場條件有一些困難。
發明內容
本發明的目的是在探地雷達中應用頻率域的方法進行三維成像，以得到較好分辨率的地下圖像。為達上述目的，本發明提供了探地雷達頻域成像方法，過程如下1)、對雷達接收到的目標回波信號與參考信號做差頻處理，得到差頻后的雷達回波方程；幻、對水平方位維數據進行傅立葉變換；3)、對垂直方位維數據進行傅立葉變換；4)、以成像區域的中心作為參考點進行相位補償力)、進行水平方位維數據的slot插值；6)、進行高度維數據的slot 插值；7)、進行三維傅立葉變換重建成像區域。上述步驟1)的具體過程是雷達的發射信號為Str [t) = exp (jTryt1) rect〔+〕( 1)設雷達位于(u，v，0)，則位于Un，yn，H+zn)，有一個點目標，從地表下反射回來的到天線的回波信號為
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權利要求
1.探地雷達頻域成像方法，其特征在于，包括以下步驟1)、對雷達接收到的目標回波信號與參考信號做差頻處理，得到差頻后的雷達回波方程；2)、對水平方位維數據進行傅立葉變換；3)、對垂直方位維數據進行傅立葉變換；4)、以成像區域的中心作為參考點進行相位補償；5)、進行水平方位維數據的slot插值；6)、進行高度維數據的slot插值；7)、進行三維傅立葉變換重建成像區域。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)的具體過程是雷達的發射信號為
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟幻的具體過程是對式(4)做關于變量u的傅立葉變換
4.如權利要求3所述的方法，其特征在干，所述步驟幻的具體過程是對式(6)進行 關于變量ν的傅立葉變換，同樣用駐定相位原理，可以求出變量ν的駐定相位點為
5.如權利要求4所述的方法，其特征在干，所述步驟4)的具體過程是式⑶中由兩部分組成，一部分為不隨xn，yn，\變化的部分，另外一部分是隨xn，yn，\ 變化的部分，對于不隨^，yn，^變化的部分可以采用如下的補償向量進行補償
6.如權利要求5所述的方法，其特征在干，所述步驟5)的具體過程是由式(10)可以看出，經過相位補償后的回波，在三個坐標上是存在耦合的，采用插值方法去除三個坐標之間的耦合，進行如下的變量代換，I =Jk2r-Ic2u，此變換有成為slot插 值處理，經過slot插值后，目標的回波方程即式(10)變為
7.如權利要求6所述的方法，其特征在干，所述步驟6)的具體過程是采用如下的變量代換，も=ヾ；^ -U2v，此變換有成為slot插值處理，經過slot插值后，目標的回波方程即式(11)變為
8.如權利要求7所述的方法，其特征在干，所述步驟7的具體過程是對式(12)進行三維傅立葉變換，要求得地下目標的散射系數σ (xn，yn，zn)，MS3(ku， kv，kz)進行關于變量ku，kv，kz的逆傅立葉變換，即
全文摘要
本發明涉及探地雷達頻域成像方法，該方法是基于線性調頻波的頻域成像算法，其方法是對雷達接收到的目標回波信號與參考信號做差頻處理，得到差頻后的回波，對其的二維掃描的方向上，進行傅立葉變換，然后以成像中心點作為參考點對數據進行相位補償，然后進行二次的slot插值操作，利用slot插值對三維的成像數據進行去耦合處理，最后對于slot插值后的數據進行三維的傅立葉變換，從而完成圖像的重建。本發明解決了在近場條件下的三維相干成像問題，相比于常規的脈沖式非相干成像技術，能得到更好分辨率的圖像。
文檔編號G01S13/89GK102540184SQ20111045606
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者何飛, 劉杰, 唐禹, 張永強, 李建東, 李立, 王成達, 王香增, 高瑞民 申請人:陜西延長石油(集團)有限責任公司研究院