[发明专利]一种滚动式一维阵列雷达的近场成像方法

说明书

本发明公开了一种滚动式一维阵列雷达的近场成像方法，属于近场成像技术领域，包括以下步骤：步骤一：发射阵列和接收阵列在电机带动下匀速运动；步骤二：发射阵列对准待成像目标发送微波信号；步骤三：接收阵列接收目标回波信号；步骤四：将接收到的回波信号利用近场成像算法进行成像；采用循环滚动方法，利用内部电机带动一维阵列天线对待成像物品进行循环扫描，省略了每次扫描的加速和减速过程，在保证一维阵列低成本优势的基础上，扫描速度大大提升。并针对滚动式循环扫描技术的特性，提供了一种成像精度高、计算量小，适用于滚动式循环扫描雷达的近场成像算法。

技术领域

本发明涉及近场成像技术领域，更具体地说，涉及一种滚动式一维阵列 雷达的近场成像方法。

背景技术

近年来随着微波近场理论的逐渐完善，近场三维成像技术已经进入实际工 程应用阶段，人体安检高分辨成像的需求越来越迫切，因此出现了多种微波近 场成像技术。目前近场成像技术根据体制的不同大致可分为三种：实孔径成像 技术、多基平面阵列扫描成像技术和合成孔径成像技术。

实孔径成像技术是基于阵列雷达的波束形成理论，通过合成波束进行扫 描得到目标回波信号，然后利用后向投影算法或RMA算法进行图像重构得到 目标图像。这种技术要获得高分辨率的图像，需要极多的天线阵元数目和系 统通道，系统成本高。

多基平面阵列扫描成像技术基于MIMO原理对实孔径阵列进行稀疏化， 能够在保证成像分辨率的情况下大大降低天线阵元和通道数目。但其天线阵 元数目和系统通道数目仍然是一维阵列几十倍甚至上百倍。

合成孔径成像技术，一般利用电机带动一维阵列对目标进行扫描，然后 利用成像算法进行成像。这种方式天线阵元数目和系统通道数目少，系统成 本低。但是目前合成孔径成像技术每次扫描时电机都要经过加速和减速的过 程，受限于惯性器件的存在，扫描速度较慢，效率较低

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种滚动式一维阵列雷达 的近场成像方法，该技术采用循环滚动方法，利用内部电机带动一维阵列天 线对待成像物品进行循环扫描，省略了每次扫描的加速和减速过程，在保证 一维阵列低成本优势的基础上，扫描速度大大提升。并针对滚动式循环扫描 技术的特性，提供了一种成像精度高、计算量小，适用于滚动式循环扫描雷 达的近场成像算法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种滚动式一维阵列雷达的近场成像方法，包括以下步骤：

步骤一：发射阵列和接收阵列在电机带动下匀速运动；

步骤二：发射阵列对准待成像目标发送微波信号；

步骤三：接收阵列接收目标回波信号；

步骤四：将接收到的回波信号利用近场成像算法进行成像。

作为本发明的一种优选方案，在步骤二中，所述的发射信号为：

s(t_T)＝exp(j2πft) (1)

在步骤三中，所述的目标回波信号为：

s(t_R)＝∫σ(x,y,z)·exp[j2πf(t-τ_T-τ_R)]dxdydz (2)

其中，σ(x,y,z)为目标散射函数，发射阵元和接收阵元到散射点的延时分 别为

所示发射阵列和接收阵列处于同一平面，两线阵之间间距为d，因此发射 阵元和接收阵元到散射点的距离可以用同一个y坐标表示，由于阵列处于运 动中，因此有