一种半全息阵列的快速成像方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114994667A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210572821.7G01S15/89(2006.01)(22)申请日2022.05.25G01S17/89(2020.01)G01S17/90(2020.01)(71)申请人苏州威陌电子信息科技有限公司G01S7/539(2006.01)地址215300江苏省苏州市昆山市夏荷路G01S7/48(2006.01)99号港龙商务大厦1号楼1506室G01S7/41(2006.01)(72)发明人张继龙张继康王栋姚广锋杨洲赵春秋俞智雯张梓青张鑫张艺恒张云生宋雨花俞晓琳(74)专利代理机构北京尚钺知识产权代理事务所(普通合伙)11723专利代理师严田青(51)Int.Cl.G01S13/89(2006.01)G01S13/90(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称一种半全息阵列的快速成像方法(57)摘要本发明涉及光学成像、微波成像、雷达探测、声呐、超声成像以及基于声、光、电、磁等媒介的目标探测、成像识别、无线通信技术领域，具体涉及一种半全息阵列的快速成像方法及其在上述各领域中的应用。本发明方法包括确定半全息阵列的两个互不相同的扫描属性参数值，根据上述两个互不相同的扫描属性参数值依次对阵列信号进行聚焦相位加权、扫描相位加权、幅度加权，采用高效并行算法进行成像处理，对像场进行坐标反演。本发明方法适用于具有混合阵列属性的半全息阵列的快速成像，具有运算量小、硬件成本低、成像速度快等优点，并可兼容远、近不同距离成像。CN114994667ACN114994667A权利要求书1/3页1.一种半全息阵列的快速成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：确定半全息阵列的两个互不相同的扫描属性参数值；步骤二：根据上述两个互不相同的扫描属性参数值对阵列信号进行聚焦相位加权；步骤三：根据上述两个互不相同的扫描属性参数值对阵列信号进行扫描相位加权；步骤四：对阵列信号进行幅度加权；步骤五：采用高效并行算法，对阵列信号进行快速成像处理；步骤六：根据上述两个互不相同的扫描属性参数值对像场进行坐标反演。2.根据权利要求1所述的快速成像方法，其特征在于，步骤一中所述确定半全息阵列的两个互不相同的扫描属性参数值，包括：在半全息阵列系统中，阵列在不同方向的扫描属性参数ηx、ηy的取值不同；若阵列某一方向的阵列单元同时发射和接收目标信号，则选择该方向的扫描属性参数ηx或ηy的值为1；若阵列某一方向的阵列单元依次发射和接收目标信号，则选择该方向的扫描属性参数ηx或ηy的值为2。3.根据权利要求2所述的快速成像方法，其特征在于，步骤二中所述根据上述两个互不相同的扫描属性参数值对阵列信号进行聚焦相位加权，其计算公式为：其中，s1为聚焦相位加权后的阵列信号，s0为阵列回波信号，e为欧拉常数，j为虚数单位，为阵列x方向的聚焦相位加权值，为阵列y方向的聚焦相位加权值；其中，阵列x方向的聚焦相位加权值的计算方法如下：阵列y方向的聚焦相位加权值的计算方法如下：其中，R为目标斜距，为波数，λ为波长，(x，y)为阵列单元的坐标。4.根据权利要求3所述的快速成像方法，其特征在于，步骤三中所述根据上述两个互不相同的扫描属性参数值对阵列信号进行扫描相位加权，其计算公式为：其中，s2为扫描相位加权后的阵列信号，为阵列x方向的扫描相位加权值，为阵列y方向的扫描相位加权值；其中，阵列x方向的扫描相位加权值的计算方法如下：阵列y方向的扫描相位加权值的计算方法如下：2CN114994667A权利要求书2/3页其中，(θζ，θξ)为成像系统的中心视角方向对应的角度坐标，符号sin表示正弦函数。5.根据权利要求4所述的快速成像方法，其特征在于，步骤四中所述对阵列信号进行幅度加权，其计算公式为：s3＝s2A；其中，s3为幅度加权后的阵列信号，A为幅度加权系数；所述幅度加权的方法包括均匀分布、余弦加权、汉明窗、Taylor分布、切比雪夫分布及混合加权方法。6.根据权利要求5所述的快速成像方法，其特征在于，步骤五中所述采用高效并行算法，对阵列信号进行快速成像处理，其计算公式为：其中，Q为快速成像处理获得的谱域像，ωδ、ωσ为谱坐标，符号表示高效并行算法函数；所述高效并行算法包括FFT、IFFT、非均匀FFT、稀疏FFT方法。7.根据权利要求6所述的快速成像方法，其特征在于，步骤六中所述根据上述两个互不相同的扫描属性参数值对像场进行坐标反演，包括：对高效并行算法获得的像场进行坐标解算，并对像场进行坐标反演，获得真实目标的分布情况；其中：对于IFFT类的高效并行算法，像场扫描角坐标计算公式为：对于FFT类的高效并行算法，像场扫描角坐标计算公式为：其中，