[发明专利]多维度微波成像系统及方法

权利要求书

1.一种多维度微波成像系统，为多参数雷达系统；其特征在于，包括信息获取类型选择单元、定时与设备连接控制单元、雷达波形设置单元、信号带宽设置单元、工作频率设置单元、极化方式选择单元、观测角度选择单元、射频单元、高功率放大单元、天线单元、数字单元、姿态测量与运动补偿单元、数据传输单元、电源单元、多变量成像处理单元、信息显示单元和信息反馈单元，其中，射频单元、高功率放大单元、天线单元中的发射天线和数字单元组成多维度微波成像发射系统，射频单元、高功率放大单元、天线单元中的接收天线和数字单元组成多维度微波成像接收系统，发射系统和接收系统位于同一平台，或位于不同平台。

2.根据权利要求1所述的多维度微波成像系统，其特征在于，所述天线单元中的发射天线和接收天线为共用一个天线，位于同一幅天线的不同位置，或为多个发射或接收天线。

3.根据权利要求1所述的多维度微波成像系统，其特征在于，所述信息获取类型选择单元、定时与设备连接控制单元和信息显示单元；其中，信息获取类型选择单元，为软件系统，或为硬件控制系统，或为软件系统和硬件系统的组合，输入信息为用户需求，输出为采用特定信号形式、工作频率、极化方式、观测角度、分辨率、观测时相和运动轨迹的雷达硬件连接方案和雷达平台的运动轨迹，该输出方案通过信息获取类型选择单元界面进行手动修改；定时与设备连接控制单元，包括产生其它单元所需的各种定时脉冲，管理多维度微波成像系统所需的各种射频单元、高功率放大单元、数字单元和数据传输单元，输入信息为雷达硬件连接方案，通过定时与设备连接控制单元完成各部分之间的连接，该连接通过控制系统自动连接，或进行手动连接；信息显示单元，对成像处理后的微波图像和被观测对象信息提取结果进行显示。

4.根据权利要求1所述的多维度微波成像系统，其特征在于，所述多参数雷达系统的参数包括信号形式、分辨率、工作频率、极化方式、观测角度、运动轨迹和观测时相；其中，信号形式，为线性调频信号、调频连续波信号、调频步进频信号、连续波信号、步进频连续波信号、正交相位编码信号、随机信号和混沌信号，根据需要通过雷达波形设置单元进行设置；分辨率，包括波传播向分辨率、航迹向分辨率和法向分辨率，其中，波传播向分辨率由信号带宽决定，航迹向分辨率由航迹向合成孔径长度决定，法向分辨率由法向合成孔径长度决定，根据需要通过信号带宽设置单元和天线单元进行设置；工作频率，为一个工作频率，或为多个工作频率，多个工作频率跨越多个微波波段，或分布在一个微波波段，通过工作频率设置单元进行设置；极化方式，为发射天线的极化方式和接收天线的极化方式，为椭圆极化、圆极化和线极化，通过极化方式选择单元和天线单元进行设置；观测角度，为多维度微波成像系统天线单元中的发射天线和接收天线的等效相位中心分别相对于目标的方位角和俯仰角，单观测角度通过收发天线共用实现，收发天线的等效相位中心相对目标具有相同的方位角和俯仰角，或通过收发天线分置实现，发射天线和接收天线的等效相位中心相对目标具有不同的方位角和俯仰角，多观测角度通过多个发射或接收天线实现，各发射或接收天线的等效相位中心相对目标具有不同的方位角或俯仰角，或通过单/多个发射天线和多/单个接收天线实现，观测角度通过观测角度选择单元和天线单元进行设置；运动轨迹为空间中的直线、曲线、圆周、平面、曲面或球面，同一系统的不同飞行轨迹之间平行、重合、相交或垂直；观测时相，为对同一地区在不同的时刻上进行观测，根据系统重返时间间隔或系统自身飞行能力对同一地区在多个特定时间段内进行观测。

5.一种多维度微波成像方法，其特征在于，多维度微波成像系统根据所需要获取的被观测对象多维信息，确定多维度微波成像的维度优化组合方案，配置多参数雷达系统，获取被观测对象的多维度微波成像回波数据，通过多变量成像处理和信息提取，获得被观测对象的多维信息。

6.根据权利要求5所述的多维度微波成像方法，其特征在于，所述被观测对象多维信息包括观测对象的几何特征和物理特性，其中，几何特征反映被观测对象的几何形态及其变化特征，包括目标的二维/三维位置、形状和大小，还包括被观测对象的三维速度/加速度、运动轨迹和形变；物理特性反映被观测对象的介电常数、电导率和磁导率三个基本电参数或等效电参数，不同被观测对象在与电磁波作用中表现不同的电参数变化规律。