[发明专利]一种毫米波稀疏阵列远程监视成像方法及系统

权利要求书

1.一种毫米波稀疏阵列远程监视成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获得回波信号

建立毫米波二维稀疏阵列，其发射阵元间距为Δx_T，接收阵元间距为Δy_R，发射阵元与接收阵元通过天线开关来激活对应的天线单元，在整个扫描过程中，获得的回波信号为S(x_T,y_T,x_R,y_R,k)，其中，x_T为发射阵列x维度，y_T为发射阵列y维度，x_R为接收阵列x维度，y_R为接收阵列y维度，k为频率扫描维度；

S2：插值操作

对获得的回波信号S(x_T,y_T,x_R,y_R,k)的x_T维度和y_R维度进行插值操作，得到插值后的信号为S_Interp(x_T,y_T,x_R,y_R,k)；

S3：快速傅里叶变换

对信号S_Interp(x_T,y_T,x_R,y_R,k)的x_T维度和y_R维度进行快速傅里叶变换，将信号的x_T维度和y_R维度变换到频域空间，所得信号为

S4：选择距离平面

在距离维度划分位置坐标，设置距离维度成像位置为z_q，其中z_q∈[z_min,z_max]，q＝0,1,2...Q-1，选择单个距离位置索引z_q；同时索引发射阵列y_T维度、接收阵列x_R维度和频率扫描维度k，索引值分别为y_{T_m}、x_{R_n}和k_p，其中m＝0,1,2...M-1，n＝0,1,2...N-1，p＝0,1,2...N_f-1，所得信号为

S5：频域匹配滤波

计算x_T维度和y_R维度的频域匹配滤波器与信号的对应维度相乘做频域匹配滤波处理,所得信号为

S6：快速傅里叶逆变换

对信号的维度和维度进行快速傅里叶逆变换处理，将其变换到时域空间，所得信号为

S7：时域匹配滤波

计算y_T维度与x_R维度的时域匹配滤波器H₂(y_{T_m},x_{R_n},x_T,y_R)并且与信号的对应维度相乘，实现时域匹配滤波处理，得到信号

S8：相干累加

改变m、n、p的索引值，直到遍历完所有的y_T维度、x_R维度和k维度,得到信号对信号的y_T维度、x_R维度和k维度进行相干累加计算，得到距离位置z_q处的二维复数图像

S9：得到三维复数图像

改变z_q的索引值q，从而获得不同位置处的二维复数图像，重复步骤S4～S8，直到遍历完所有距离位置z_q，得到最终的三维复数图像σ(x,y,z)，将三维复数图像σ(x,y,z)传输到高性能服务器进行目标检测与目标识别和图像处理，再送至显示端进行图像显示。

2.根据权利要求1所述的一种毫米波稀疏阵列远程监视成像方法，其特征在于：在所述步骤S1中，毫米波稀疏阵列发射的信号为调频连续波信号或者步进连续波信号，信号的频段范围为12～18GHz，发射阵元间距Δx_T＝0.015m，接收阵元间距Δy_R＝0.015m。