一種用于多探頭近場散射成像的幅度校準方法
【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：測量待測目標散射數(shù)據(jù)；步驟3：進行金屬板散射數(shù)據(jù)測量；步驟4：對待測目標進行背景對消得到散射數(shù)據(jù)，其進行成像處理得到成像結(jié)果；步驟5：對校準金屬板進行背景對消得到散射數(shù)據(jù)，利用RMA算法對其進行成像處理得到成像結(jié)果；步驟6：利用公式一對成像結(jié)果進行校準，得到校準后待測目標的成像結(jié)果。采用上述方案，能夠進行微波/毫米波成像的方位向幅度校準，主要用于幅度精度較差的多探頭成像系統(tǒng)，使用簡單校準件直接對成像結(jié)果進行校準，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【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械運動造成的長時間數(shù)據(jù)采集過程，提高了微波毫米波成像的實時性，在安檢、無損探傷及目標散射特性分布測試等領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。距離徙動算法(RMA)是合成孔徑雷達技術(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，對相同散射強度的目標成像，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的散射特性分布。
[0003]目標物體對電磁波的散射能力一般用雷達散射截面(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)目標區(qū)域內(nèi)RCS散射中心的分布情況，是進行目標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)即可進行系統(tǒng)組建，實現(xiàn)目標區(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用。
[0004]由于安檢、穿墻探測等應用對成像的實時性要求較高，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發(fā)射天線及多個接收天線，通過開關(guān)切換或波形調(diào)制在極短的時間內(nèi)完成對目標區(qū)域的電磁散射數(shù)據(jù)測量，然后利用相應的算法進行反演得到目標區(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目標區(qū)域進行機械掃描，避免了長時間的數(shù)據(jù)采集過程，為微波毫米波成像的實時應用提供了解決方案。
[0005]距離徙動算法(RMA)是合成孔徑雷達(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)合機械掃描的采集數(shù)據(jù)，應用于多發(fā)多收系統(tǒng)時需要進行單站點等效，或者進行收發(fā)天線譜域分離，前者需要考慮實際收發(fā)天線的相位差與等效單站點收發(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的陣列形式,其中考慮了相位校準方法，利用一根細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，通過對比各通道測量相位與理論單站點相位差的不同來進行相位校準。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)外參考文獻和類似技術(shù)，多探頭近場成像系統(tǒng)的校準大多只采用一個桿狀或球狀散射體進行校準，或不考慮幅度精度問題，不進行校準。采用桿狀或球狀散射體只能進行相位校準，能夠消除實際收發(fā)天線相位差與等效單站點之間的相位差，但是由于校準件等效為一個散射點，并不能進行幅度校準。[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(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:測量待測目標散射數(shù)據(jù)S ；
[0014]步驟3:在待測目標距離向相同位置處放置大于待成像區(qū)域的金屬板，進行金屬板散射數(shù)據(jù)測量Sstd ；
[0015]步驟4:對待測目標進行背景對消得到散射數(shù)據(jù)S-Stl，利用RMA算法對其進行成像處理得到成像結(jié)果f(x，y)；
[0016]步驟5:對校準金屬板進行背景對消得到散射數(shù)據(jù)Sstd-Stl,利用RMA算法對其進行成像處理得到成像結(jié)果fstd(x，y)；
[0017]步驟6:利用公式一對成像結(jié)果進行校準，得到校準后待測目標的成像結(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:測量待測目標散射數(shù)據(jù)S ； 步驟3:在待測目標距離向相同位置處放置大于待成像區(qū)域的金屬板，進行金屬板散射數(shù)據(jù)測量Sstd ； 步驟4:對待測目標進行背景對消得到散射數(shù)據(jù)S-S0,利用RMA算法對其進行成像處理得到成像結(jié)果f(x, y)； 步驟5:對校準金屬板進行背景對消得到散射數(shù)據(jù)Sstd-S0,利用RMA算法對其進行成像處理得到成像結(jié)果fstd(x，y)； 步驟6:利用公式一對成像結(jié)果進行校準，得到校準后待測目標的成像結(jié)果f；ali (x, y)，公式一:
2.如權(quán)利要求1所述的幅度校準方法，其特征在于，所述待測目標為平整金屬板。
【文檔編號】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:中國電子科技集團公司第四十一研究所