[发明专利]一种基于压缩感知的全息微波快速成像方法

权利要求书

1.一种基于压缩感知的全息微波快速成像方法，包括配置一系统用于成像，其特征在于，该系统包括信号发射模块、信号接收模块和信号处理模块，所述信号发射模块包括至少一个发射天线，所述信号接收模块包括设置在同一平面上呈非均匀排布的至少三个接收天线；

其中，所述信号发射模块不间断地朝目标区域发射单一频率的微波信号作为入射电场；

所述微波信号穿透位于所述目标区域的目标物后至少部分微波信号被所述目标物内部的不同部分反射而形成散射电场并由所述至少三个接收天线对所述散射电场进行探测得到散射电场回波信号；

信号处理模块对所述至少三个接收天线中任意两个接收天线探测到的散射电场回波信号进行两两对比并将两两比对得到的可见度函数结合压缩感知信号处理方式用于构建任意形状的目标物的二维图像；

所述信号处理模块对所述至少三个接收天线中任意两个接收天线探测到的散射电场回波信号进行两两对比并将两两比对得到的可见度函数结合压缩感知处理方式用于构建任意形状的目标物的二维图像的处理包括：

对所有接收天线中的距离目标物垂直距离相等的任意两个接收天线所接收到的散射电场回波信号进行两两对比；

根据两两比对得到的可见度函数获得能够反映目标物的电磁属性分布的幅值和相位的信息；

基于电磁属性分布的幅值和相位的信息通过压缩感知处理方式构建任意形状的目标物的二维图像；

基于电磁属性分布的幅值和相位的信息通过压缩感知处理方式构建目标物的二维图像包括：

对非均匀排布的至少三个接收天线获得的总回波电场进行基于分裂布雷格曼迭代算法的压缩感知技术的信号处理，获取探测到的散射电场回波信号：

其中，是基于非均匀天线阵列的全息微波图像，α和β分别是l₁范数和l_TV范数一致性的权重，l₁范数表示向量各个元素绝对值之和，l₂范数表示向量各个元素的平方求和然后求平方根，l_TV范数表示向量各个元素的总变异量，表示二维各向同性算子，表示估计的全息微波图像，γγ表示欠采样的非均匀k空间数据，A表示反映欠采样数据的获取的测量矩阵，Ψ表示将图像变换为稀疏表示的稀疏矩阵，δ表示精度；

测量矩阵A描述为：

其中，U表示二值矩阵，用于随机抽样下随机位置的选择，I表示目标物可见度强度函数，表示二维傅里叶逆变换。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号处理模块对所述至少三个接收天线中任意两个接收天线探测到的散射电场回波信号进行两两对比并将两两比对得到的可见度函数结合压缩感知处理方式用于构建任意形状的目标物的二维图像的处理还包括：

基于接收天线的分布排列建立目标物的电磁属性和散射电场之间的非线性观测模型；

至少部分地基于所述非线性观测模型实现散射电场回波信号进行两两对比。