[发明专利]基于距离衰减补偿的快速成像方法、装置和计算机设备

权利要求书

1.一种基于距离衰减补偿的快速成像方法，其特征在于，所述方法包括：

根据MIMO-SAR体制中发射阵元和接收阵元分别与目标点的距离，构建幅度衰减因子，根据所述幅度衰减因子，构建回波模型；

对所述回波模型进行三维傅里叶变换，得到频谱回波信号；

根据所述频谱回波信号，建立包含相位项的相位项表达式，对所述相位项表示式求逆后进行傅里叶变换，得到相位项信号；

将所述频谱回波信号和所述相位项信号分别累加后相乘，得到匹配表达式；

对于每个空间波数，对所述匹配表达式进行方位维和高度维的傅里叶逆变换，得到每个空间波数的子图像信息；

对每个空间波数的子图像信息进行相干累加，得到重构目标图像；

所述根据MIMO-SAR体制中发射阵元和接收阵元分别与目标点的距离，构建幅度衰减因子，根据所述幅度衰减因子，构建回波模型，包括：

根据MIMO-SAR体制中发射阵元和接收阵元分别与目标点的距离，构建幅度衰减因子为1/(4πR_tR_r)；其中：

R_t为目标点与发射阵元的距离，R_r为目标点与接收阵元的距离，(x,y,z)代表笛卡尔直角坐标系O-xyz的空间区域中的任意目标点，发射阵元和接收阵元的阵线位于z＝z₀平面上，MIMO-SAR体制中发射阵元和接收阵元的坐标可分别表示为(u,y',z₀)和(v,y',z₀)；

根据所述幅度衰减因子，构建回波模型为：

其中，σ(x,y,z)表示目标点(x,y,z)的电磁波反射率，k＝2πf/c为空间波数，f和c分别表示频率和光速；

对所述回波模型进行三维傅里叶变换，得到频谱回波信号，包括：

对所述回波模型中的u和v维度分别执行傅里叶变换操作得到：

上式中k_u和k_v分别与u和v构成傅里叶变换对，该式可变换为：

根据驻定相位原理将上式中的和分解为：

根据分解后的和得到：

对中的y'进行傅里叶变换得到谱域回波信号

根据所述频谱回波信号，建立包含相位项的相位项表达式，对所述相位项表示式求逆后进行傅里叶变换，得到相位项信号，包括：

根据所述频谱回波信号，建立包含相位项的相位项表达式为：

对所述相位项表示式求逆后对y'进行傅里叶变换，得到相位项信号

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述频谱回波信号和所述相位项信号分别累加后相乘，得到匹配表达式，包括：

将所述频谱回波信号和所述相位项信号在MIMO阵列维分别累加，分别得到和其中，确定方位向空间波数k_x表达式为：

k_x＝k_u+k_v

对和中分布在k_u-k_v维度的数据执行降维累加操作，分别得到和根据和得到匹配表达式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据和得到匹配表达式，包括：

将和相乘得到匹配表达式为：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对于每个空间波数，对所述匹配表达式进行方位维和高度维的傅里叶逆变换，得到每个空间波数的子图像信息，包括：

对每种空间波数k_l，对M(k_x,k_y,z,k_l)的k_x和k_y维度分别执行傅里叶逆变换操作得到对应于空间波数k_l子图像信息

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对每个空间波数的子图像信息进行相干累加，得到重构目标图像，包括：

对所有空间波数k_l对应的目标子图像进行相干累加求和得到最终重构出的目标图像σ(x,y,z)。