[发明专利]任意线阵构型的近程毫米波快速三维成像方法

权利要求书

1.一种任意线阵构型的近程毫米波快速三维成像方法，其特征在于，所述方法包括：

构造回波信号和成像公式：采用“MIMO-平面扫”体制，根据发射阵元坐标、接收阵元坐标和目标位置坐标，以及空间波的波数分量关系，构造所述“MIMO-平面扫”体制下对应的所述回波信号和所述成像公式；

设定所述发射阵元坐标为(x_T,0,z)，所述接收阵元坐标为(x_R,0,z)，所述目标位置坐标为(x′,y′,z′)，则所述回波信号为：

其中，s(·)表示回波信号，k＝2π/λ为空间波数，λ为波长，o(·)表示目标函数及目标图像，R_T为所述发射阵元至目标的距离，R_R为所述接收阵元至所述目标的距离，

所述空间波的波数分量关系包括：

其中，k_x、k_y和k_z分别为空间波数k的x方向分量、y方向分量和z方向分量，k_x,T和k_x,R分别为k_x的T位置分量和R位置分量，k_y,T和k_y,R分别为k_y的T位置分量和R位置分量；

所述成像公式为：

其中，FT[·]表示傅里叶变换；

对所述回波信号中的坐标维度进行NUFFT或FFT：根据所述成像公式，对所述回波信号中的接收阵元及发射阵元的x维度和z维度进行NUFFT或FFT，以将所述回波信号变换至谱域；

所述对所述回波信号中的接收阵元及发射阵元的x维度和z维度进行NUFFT，包括：

选定谱域间隔，确定FFT点数的选取准则，计算归一化数字频率，获取相应的NUFFT输出的谱域采样位置；

将四维空间中的谱域数据降维变换至三维：利用所述空间波的波数分量关系，将四维空间中的谱域数据降维变换至三维；

利用NUIFFT进行成像：根据所述成像公式，利用NUIFFT实现逆傅里叶变换，将三维谱域数据成像。

2.根据权利要求1所述的任意线阵构型的近程毫米波快速三维成像方法，其特征在于，所述谱域间隔为：

其中，Δk_x,T表示发射阵元的谱域间隔，为冗余余数，max x_T-min x_T为发射阵元的分布范围。

3.根据权利要求2所述的任意线阵构型的近程毫米波快速三维成像方法，其特征在于，所述FFT点数的选取准则为：

其中，表示FFT点数。

4.根据权利要求3所述的任意线阵构型的近程毫米波快速三维成像方法，其特征在于，所述归一化数字频率为：

Ω_x,T＝mod(x_T·Δk_x,T,2π) (公式11)

其中，Ω_x,T表示归一化数字频率，mod(·)为取模操作，mod(·,2π)表示取模范围为(0,2π)。

5.根据权利要求4所述的任意线阵构型的近程毫米波快速三维成像方法，其特征在于，所述谱域采样位置k_x,T为：