微波凝視關聯成像系統中時空隨機輻射場的遠場測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及雷達技術領域，尤其設及一種微波凝視關聯成像系統中時空隨機福射 場的遠場測量方法。
【背景技術】
[0002] 現有技術中的微波凝視成像，其通過構建具備時、空兩維隨機分布特征的福射場， 其與被探測目標相互作用后，將接收的散射回波與已知福射場進行關聯處理，獲得目標反 演像，該方法克服了傳統實孔徑雷達空間分辨率取決于天線孔徑的缺陷，能實現高分辨的 微波凝視成像；時空兩維隨機福射場是上述微波凝視成像的關鍵，其隨機特征表現為時空 兩維的非相關特性。
[0003] 傳統雷達成像的分析多從信號層面進行，而微波凝視關聯成像完全從場的角度分 析成像過程。凝視關聯成像系統中各陣元天線福射非相干場，W多相位中屯、的形式在遠區 形成時空兩維隨機福射場，同時通過回波信號反演回波場的分布，將隨機福射場與回波場 通過場與場關聯的方法得到目標區域的圖像。因此，微波凝視成像的方法需得到與回波場 關聯的福射場，福射場的準確性影響了成像的質量與分辨率。
[0004] 傳統單天線近場分布通過測量或者電磁計算方法得到，再根據惠更斯原理進行近 遠場外推，得到天線的遠區場的幅相分布，單天線的遠場分布通常使用方向圖描述，主要關 屯、遠區功率的分布情況，而凝視成像系統關聯處理時需要隨機福射雷達陣列遠區福射場的 幅度及相位分布。
[0005] 微波凝視關聯成像系統中各陣元天線的激勵信號具有較大帶寬，且具有不同的調 制方式，各天線的類型、形狀及尺寸可不一致，極化方式也可能不相同，此外系統多天線福 射存在天線近場的禪合現象，W上因素導致微波凝視關聯成像系統構造的遠區福射場具有 時空兩維隨機的特性，遠區場的獲取存在較大難度。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種微波凝視關聯成像系統中時空隨機福射場的遠場測量 方法，可W測量得到微波凝視關聯成像中遠區福射場的時空變化，可用于福射場標定或者 關聯成像。
[0007] 本發明的目的是通過W下技術方案實現的：
[000引一種微波凝視關聯成像系統中時空隨機福射場的遠場測量方法，該方法包括：
[0009] 在成像區域中選取M個測量點W及一參考點，在相同的福照條件下對第一個測量 點處的福射場與參考點處的福射場進行同步連續的無擾測量及記錄；
[0010] 在不改變福射系統構型與激勵信號的情況下，更換下一個測量點，并對該測量點 處的福射場與參考點處的福射場進行同步連續的無擾測量及記錄，直到遍歷所有測量點；
[0011] W參考點處記錄的福射場變化為時間維匹配基準，將所有測量點處的記錄的福射 場在時間維對齊；
[0012] 提取不同時間片段測量點處的福射場分布，獲得福射場隨時間與空間兩維變化的 信息。
[0013] 進一步的，在相同的福照條件下對第一個測量點處的福射場與參考點處的福射場 進行同步連續的無擾測量及記錄；在不改變福射系統構型與激勵信號的情況下，更換下一 個測量點，并對該測量點處的福射場與參考點處的福射場進行同步連續的無擾測量及記 錄，直到遍歷所有測量點的步驟包括：
[0014] 搭建微波隨機福射系統，在隨機福射系統的福照場景中放置一弱散射平板，板上 鋪吸波材料并劃分網格；選取的M個測量點的位置為r。. . . r。. . .，
[0015] 選取一參考點，位置為r。，同時在第一個測量點ri和參考點r。處放置一標準測量 小天線接收直達的福射場信號，并且輸入接收機同步測量兩點福射場的變化并且記錄，得 到一組兩點的福射場變化測量數據；
[0016] 在不改變福射系統構型與激勵信號的情況下，更換下一個測量點，并重復上 述測量，直到遍歷所有M個測量點；第i(i = 次測量得到一組離散數據包括 Xi (n)，X。, (n)，n = 1，. . .，N，其中Xi (n)表示測量得到r,處的福射場變化，X M (n)表示對應 的參考點處福射場的變化，N表示一次測量的采樣點數。
[0017] 進一步的，所述W參考點處記錄的福射場變化為時間維匹配基準，將所有測量點 處的記錄的福射場在時間維對齊包括：
[00化]將Xw(n)記為x"(n)，計算關于k變量的函數
【主權項】
1. 一種微波凝視關聯成像系統中時空隨機輻射場的遠場測量方法，其特征在于，該方 法包括： 在成像區域中選取M個測量點以及一參考點，在相同的輻照條件下對第一個測量點處 的輻射場與參考點處的輻射場進行同步連續的無擾測量及記錄； 在不改變輻射系統構型與激勵信號的情況下，更換下一個測量點，并對該測量點處的 輻射場與參考點處的輻射場進行同步連續的無擾測量及記錄，直到遍歷所有測量點； 以參考點處記錄的輻射場變化為時間維匹配基準，將所有測量點處的記錄的輻射場在 時間維對齊； 提取不同時間片段測量點處的輻射場分布，獲得輻射場隨時間與空間兩維變化的信 息。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在相同的輻照條件下對第一個測量點處 的輻射場與參考點處的輻射場進行同步連續的無擾測量及記錄；在不改變輻射系統構型與 激勵信號的情況下，更換下一個測量點，并對該測量點處的輻射場與參考點處的輻射場進 行同步連續的無擾測量及記錄，直到遍歷所有測量點的步驟包括： 搭建微波隨機輻射系統，在隨機輻射系統的輻照場景中放置一弱散射平板，板上鋪吸 波材料并劃分網格；選取的M個測量點的位置為ri，. . . ri，. . .，rM; 選取一參考點，位置為IV同時在第一個測量點^和參考點r^處放置一標準測量小天 線接收直達的輻射場信號，并且輸入接收機同步測量兩點輻射場的變化并且記錄，得到一 組兩點的輻射場變化測量數據； 在不改變輻射系統構型與激勵信號的情況下，更換下一個測量點，并重復上述測量，直 到遍歷所有M個測量點；第i(i= 1，. . .，M)次測量得到一組離散數據包括Xi (n)，X()i (n)，n =1，. . .，N，其中Xi(n)表示測量得到處的福射場變化，x& (n)表示對應的參考點處福射 場的變化，N表示一次測量的采樣點數。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述以參考點處記錄的輻射場變化為時 間維匹配基準，將所有測量點處的記錄的輻射場在時間維對齊包括： 將X()1(n)記為X()(n)，計算關于k變量的函數
取得最 大值處的自變量值I此時x^n-ki)與X()(n)變化一致，參考信號時間維對齊，而Xi(n)是 與X()i (n)同步測量得到，則Xi (n-h)，i= 1，. . .，M為各測量點處在時間維對齊后輻射場隨 時間的變化。
【專利摘要】本發明公開了一種微波凝視關聯成像系統中時空隨機輻射場的遠場測量方法，其包括：在成像區域中選取M個測量點以及一參考點，在相同的輻照條件下對第一個測量點處的輻射場與參考點處的輻射場進行同步連續的無擾測量及記錄；在不改變輻射系統構型與激勵信號的情況下，更換下一個測量點，并對該測量點處的輻射場與參考點處的輻射場進行同步連續的無擾測量及記錄，直到遍歷所有測量點；以參考點處記錄的輻射場變化為時間維匹配基準，將所有測量點處的記錄的輻射場在時間維對齊；提取不同時間片段測量點處的輻射場分布，獲得輻射場隨時間與空間兩維變化的信息。該方法能夠準確測量輻射場時間維和空間維的變化，可用于輻射場標定或者關聯成像。
【IPC分類】G01S13-89
【公開號】CN104569975
【申請號】CN201510067466
【發明人】王東進, 田超, 郭圓月, 陳衛東, 劉波, 孟青泉
【申請人】中國科學技術大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月9日