一種用于多探頭近場散射成像的幅度校準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于多探頭近場散射成像的幅度校準(zhǔn)方法，步驟1：利用多探頭探測系統(tǒng)測量背景散射數(shù)據(jù)；步驟2：測量待測目標(biāo)散射數(shù)據(jù)；步驟3：進(jìn)行金屬板散射數(shù)據(jù)測量；步驟4：對(duì)待測目標(biāo)進(jìn)行背景對(duì)消得到散射數(shù)據(jù)，其進(jìn)行成像處理得到成像結(jié)果；步驟5：對(duì)校準(zhǔn)金屬板進(jìn)行背景對(duì)消得到散射數(shù)據(jù)，利用RMA算法對(duì)其進(jìn)行成像處理得到成像結(jié)果；步驟6：利用公式一對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，得到校準(zhǔn)后待測目標(biāo)的成像結(jié)果。采用上述方案，能夠進(jìn)行微波/毫米波成像的方位向幅度校準(zhǔn)，主要用于幅度精度較差的多探頭成像系統(tǒng)，使用簡單校準(zhǔn)件直接對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，提高成像精度。
【專利說明】一種用于多探頭近場散射成像的幅度校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于多探頭近場散射成像的幅度校準(zhǔn)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及的是一種用于多探頭近場散射成像的幅度校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多探頭近場散射成像技術(shù)避免了掃描成像中機(jī)械運(yùn)動(dòng)造成的長時(shí)間數(shù)據(jù)采集過程，提高了微波毫米波成像的實(shí)時(shí)性，在安檢、無損探傷及目標(biāo)散射特性分布測試等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。距離徙動(dòng)算法(RMA)是合成孔徑雷達(dá)技術(shù)中常用的成像算法，但是將RMA算法用于多探頭系統(tǒng)成像時(shí)，對(duì)相同散射強(qiáng)度的目標(biāo)成像，在方位向上，成像區(qū)域中心位置與邊緣位置像的幅度相差比較大，即成像結(jié)果不能正確反映目標(biāo)的散射特性分布。
[0003]目標(biāo)物體對(duì)電磁波的散射能力一般用雷達(dá)散射截面(RCS)來定量描述,微波毫米波成像技術(shù)可以用圖像直觀地展現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)RCS散射中心的分布情況，是進(jìn)行目標(biāo)體電磁隱身測試的有效手段，特別是近場成像，在小區(qū)域范圍內(nèi)即可進(jìn)行系統(tǒng)組建，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域的成像分析，已在地理探測、安全檢查、穿墻探測、無損探傷等方面廣泛應(yīng)用。
[0004]由于安檢、穿墻探測等應(yīng)用對(duì)成像的實(shí)時(shí)性要求較高，多探頭測試的需求也隨著增加，多探頭近場成像就是利用多個(gè)發(fā)射天線及多個(gè)接收天線，通過開關(guān)切換或波形調(diào)制在極短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)目標(biāo)區(qū)域的電磁散射數(shù)據(jù)測量，然后利用相應(yīng)的算法進(jìn)行反演得到目標(biāo)區(qū)域的散射像，也稱作多輸入多輸出(MIMO)成像。多探頭近場成像不需要對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行機(jī)械掃描，避免了長時(shí)間的數(shù)據(jù)采集過程，為微波毫米波成像的實(shí)時(shí)應(yīng)用提供了解決方案。
[0005]距離徙動(dòng)算法(RMA)是合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像技術(shù)中的常用算法，由于傳統(tǒng)RMA算法基于的是自發(fā)自收結(jié)合機(jī)械掃描的采集數(shù)據(jù)，應(yīng)用于多發(fā)多收系統(tǒng)時(shí)需要進(jìn)行單站點(diǎn)等效，或者進(jìn)行收發(fā)天線譜域分離，前者需要考慮實(shí)際收發(fā)天線的相位差與等效單站點(diǎn)收發(fā)相位的不同，后者則無需考慮。
[0006]目前RMA算法在多探頭成像技術(shù)的應(yīng)用過程中大多采用等效相位中心方法，如 Gregory L.Charvat 等 人 在《An Ultrawideband(UffB)Switched-Antenna-ArrayRadar Imaging System》中采用了等效均勻采樣點(diǎn)的陣列形式,其中考慮了相位校準(zhǔn)方法，利用一根細(xì)長金屬桿放置于陣列成像區(qū)域，將其等效為二維面的散射點(diǎn)，通過對(duì)比各通道測量相位與理論單站點(diǎn)相位差的不同來進(jìn)行相位校準(zhǔn)。Xiaodong Zhuge等人在《Three-Dimensional Near-Field MIMO Array Imaging Using Range MigrationTechniques》中采用了收發(fā)天線譜域分離的算法，但其測試目標(biāo)均放置于成像區(qū)域中心，并未考慮幅度精度問題。
[0007]通過分析國內(nèi)外參考文獻(xiàn)和類似技術(shù)，多探頭近場成像系統(tǒng)的校準(zhǔn)大多只采用一個(gè)桿狀或球狀散射體進(jìn)行校準(zhǔn)，或不考慮幅度精度問題，不進(jìn)行校準(zhǔn)。采用桿狀或球狀散射體只能進(jìn)行相位校準(zhǔn)，能夠消除實(shí)際收發(fā)天線相位差與等效單站點(diǎn)之間的相位差，但是由于校準(zhǔn)件等效為一個(gè)散射點(diǎn)，并不能進(jìn)行幅度校準(zhǔn)。[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于多探頭近場散射成像的幅度校準(zhǔn)方法。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0011]一種用于多探頭近場散射成像的幅度校準(zhǔn)方法，其中，包括以下步驟:
[0012]步驟1:利用多探頭探測系統(tǒng)測量背景散射數(shù)據(jù)Stl或設(shè)定Stl=O ；
[0013]步驟2:測量待測目標(biāo)散射數(shù)據(jù)S ；
[0014]步驟3:在待測目標(biāo)距離向相同位置處放置大于待成像區(qū)域的金屬板，進(jìn)行金屬板散射數(shù)據(jù)測量Sstd ；
[0015]步驟4:對(duì)待測目標(biāo)進(jìn)行背景對(duì)消得到散射數(shù)據(jù)S-Stl，利用RMA算法對(duì)其進(jìn)行成像處理得到成像結(jié)果f(x，y)；
[0016]步驟5:對(duì)校準(zhǔn)金屬板進(jìn)行背景對(duì)消得到散射數(shù)據(jù)Sstd-Stl,利用RMA算法對(duì)其進(jìn)行成像處理得到成像結(jié)果fstd(x，y)；
[0017]步驟6:利用公式一對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，得到校準(zhǔn)后待測目標(biāo)的成像結(jié)果fcali (X，y)，公式一:
【權(quán)利要求】
1.一種用于多探頭近場散射成像的幅度校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:利用多探頭探測系統(tǒng)測量背景散射數(shù)據(jù)S0或設(shè)定Stl=O ； 步驟2:測量待測目標(biāo)散射數(shù)據(jù)S ； 步驟3:在待測目標(biāo)距離向相同位置處放置大于待成像區(qū)域的金屬板，進(jìn)行金屬板散射數(shù)據(jù)測量Sstd ； 步驟4:對(duì)待測目標(biāo)進(jìn)行背景對(duì)消得到散射數(shù)據(jù)S-S0,利用RMA算法對(duì)其進(jìn)行成像處理得到成像結(jié)果f(x, y)； 步驟5:對(duì)校準(zhǔn)金屬板進(jìn)行背景對(duì)消得到散射數(shù)據(jù)Sstd-S0,利用RMA算法對(duì)其進(jìn)行成像處理得到成像結(jié)果fstd(x，y)； 步驟6:利用公式一對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行校準(zhǔn)，得到校準(zhǔn)后待測目標(biāo)的成像結(jié)果f；ali (x, y)，公式一:
2.如權(quán)利要求1所述的幅度校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述待測目標(biāo)為平整金屬板。
【文檔編號(hào)】G01V13/00GK103955008SQ201410158160
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】杜劉革, 胡大海, 常慶功, 王亞海, 劉偉, 周楊, 顏振 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所