基于折面MIMO阵列的成像系统及其成像方法、装置及介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113625350A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202110764362.8(22)申请日2021.07.06(71)申请人北京理工大学地址100000北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人李世勇邢光楠王硕光赵国强孙厚军(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人余凯欢(51)Int.Cl.G01V3/12(2006.01)G01V3/38(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图6页(54)发明名称基于折面MIMO阵列的成像系统及其成像方法、装置及介质(57)摘要本发明公开了一种基于折面MIMO阵列的成像系统及其成像方法、装置及存储介质，该系统包括多个折线型MIMO线阵和多个直线MIMO线阵；每个折线型MIMO线阵水平分布，每个直线MIMO线阵竖直分布，多个折线型MIMO与多个直线MIMO线阵构成二维折面MIMO阵列；每个折线型MIMO线阵包含多个子直线段阵列，每相邻两个子直线段阵列相互拼接；折线型MIMO线阵和直线MIMO线阵均包括发射天线和接收天线；接收天线和发射天线在折线MIMO线阵与直线MIMO线阵十字交点处重合并构成收发天线单元。该成像系统可以实现对被检人体目标区域更加均匀的覆盖，可以快速获得很好的三维成像效果，适合于毫米波人体安检成像，能够获得较高的安检分辨率；本发明可广泛应用于安检技术领域。CN113625350ACN113625350A权利要求书1/2页1.一种基于折面MIMO阵列的成像系统，其特征在于，包括多个折线型MIMO线阵和多个直线MIMO线阵；每个所述折线型MIMO线阵水平分布，每个所述直线MIMO线阵竖直分布，多个所述折线型MIMO与多个所述直线MIMO线阵构成二维折面MIMO阵列；每个所述折线型MIMO线阵包含多个子直线段阵列，每相邻两个所述子直线段阵列相互拼接；所述折线型MIMO线阵和所述直线MIMO线阵均包括发射天线和接收天线；所述接收天线和所述发射天线在所述折线MIMO线阵与所述直线MIMO线阵十字交点处重合并构成收发天线单元。2.根据权利要求1所述的一种基于折面MIMO阵列的成像系统，其特征在于，当所述发射天线在所述折线MIMO线阵方向呈满采样且等间隔分布，所述发射天线在所述直线MIMO线阵方向呈欠采样且等间隔分布；则所述接收天线在所述折线MIMO线阵方向呈欠采样且分布于所述折线MIMO线阵的端点及折点处，所述接收天线在所述直线MIMO线阵方向呈满采样且等间隔分布；则所述发射天线在两个相邻所述接收天线间沿着所述折线MIMO线阵的子直线阵列方向等间隔分布，所述接收天线在两个相邻所述发射天线间沿着所属直线MIMO线阵的方向等间隔分布。3.根据权利要求1所述的一种基于折面MIMO阵列的成像系统，其特征在于，当所述发射天线在所述折线MIMO线阵方向呈欠采样且分布于所述折线MIMO线阵的端点及折点处，所述发射天线在所述直线MIMO线阵方向呈满采样且等间隔分布；则所述接收天线在所述折线MIMO线阵方向呈满采样且等间隔分布，所述接收天线在所述直线MIMO线阵方向呈欠采样且等间隔分布；则所述接收天线在两个相邻所述发射天线间沿着所述折线MIMO线阵的子直线段阵列方向呈等间隔分布，所述发射天线在两个相邻所述接收天线间沿着所述直线MIMO线阵的方向呈等间隔分布。4.根据权利要求1所述的一种基于折面MIMO阵列的成像系统，其特征在于，各个所述子直线段阵列的机械结构相同，每个所述子直线段阵列在水平方向为任意圆弧的割线或者为任意椭圆的割线。5.根据权利要求1所述的一种基于折面MIMO阵列的成像系统，其特征在于，所述发射天线分时发射射频信号；当每个所述发射天线发射射频信号时，所有的所述接收天线同时接收反射的回波信号。6.一种基于折面MIMO阵列的成像系统的成像方法，其特征在于，包括：检测被检目标是否在可检测范围内；当检测到所述被检目标在所述可检测范围内，发射天线分时发射射频信号；接收天线接收由所述被检目标反射的回波信号；对所述回波信号沿距离向进行快速傅里叶逆变换，获得时域信号；将三维成像区域细分为多个成像单元，并计算各所述成像单元到各收发天线单元的距离之和；根据各所述成像单元到各收发天线单元的距离之和，从所述时域信号中寻找对应距离处的信号数据；将各对应距离处的信号数据进行相干叠加，获得对应成像单元处的成像结果；2CN113625350A权利要求书2/2页遍历三维成像区域中的所有成像单元，获得全场景目标范围的成像结果。7.根据权利要求6所述的一种基于折面MIMO阵列的成像系统的成像方法，其特征在于，所述回波信号表示为：式中，g(x，y，z)为三维成像区域的反射系数，(xT，yT，zT)为折