一种近程高分辨率探测成像方法及装置

摘要

本发明公开了一种近程高分辨率探测成像方法及装置，该装置中，线性调频源7输出宽带线性调频信号至发射天线阵列6作为发射信号，同时也输出至混频器阵列3作为本振信号，接收天线阵列5收到目标回波信号后经LNA阵列4放大并输出至混频器阵列3。混频器阵列3将目标回波信号与本振信号混频得到中频信号，然后经多路数据采集模块2完成AD转换并输出至信号处理与成像模块1。本发明采用宽带线性调频信号作为探测信号，并对较远距离的探测采取延迟本振信号进行混频的措施，保证了整个探测区域的成像分辨率，而且探测范围不受最大无模糊距离的限制。只须对中频信号进行数据采集，无须宽频带高速采样系统，降低了数据采集部分的实现难度。

主权项

一种基于近程高分辨率探测成像装置的探测成像方法，所述近程高分辨率探测成像装置,它包括线性调频源，线性调频源分别与发射天线阵列和混频器阵列相连，所述发射天线阵列与接收天线阵列相配合，所述接收天线阵列通过低噪声放大器阵列与混频器阵列相连，所述混频器阵列与多路数据采集模块相连，所述多路数据采集模块与信号处理与成像模块相连；所述线性调频源与混频器间还设有延时单元；其特征是，具体步骤为：步骤一：确定探测区域，传播介质的介电常数及成像分辨率，线性调频源输出两路调频信号，一路作为发射信号经发射天线阵列辐射，另一路被作为本振信号输出至混频器阵列；步骤二：确定第i组收发天线对对应相应点的传播路径l_i(A)及探测区域每一点相对每组收发天线对的信号传播时间t_i(A)，将t_i(A)存储到高速存储器；步骤三：接收天线阵列接收探测目标反射的回波信号，输出至混频器阵列，与步骤一中所述的本振信号经混频器阵列混频得到中频信号；步骤四：对混频器阵列中的每个混频器输出的中频信号处理得到其频谱，并将第i个混频器的频谱记为S_i(Δf)，并根据混频器输出中频信号的频谱得到目标散射信号的时延谱S_i(Δt)；步骤五：判断环境参数和成像分辨率是否发生调整，如果环境参数和成像分辨率发生改变则返回步骤一，如果环境参数和成像分辨率未改变则判断是否需要对环境背景成像，如果需要对背景成像则执行步骤六，如果需要对目标信号成像则执行步骤七；步骤六：去除目标信号，保留背景信号，然后计算S_i(Δt)对应的后向散射信号幅度值，计算L个收发天线对的后向散射信号的幅度值，进行相干叠加得到PBG_total(A)，将其存储至高速存储器；步骤七：提取目标信号，然后计算S_i(Δt)对应的后向散射信号幅度值，计算L个收发天线对的后向散射信号的幅度值，进行相干叠加后得到P_total(A)，再与存至高速存储器的PBG_total(A)叠加后得到最终的探测区域的成像，得到探测目标的位置信息；其中，Δt为目标回波信号相对于发射信号的延迟时间，Δf为混频器阵列输出的中频信号频率，也即本振信号与回波信号的差频。