[发明专利]一种基于MIMO技术的三维成像方法

摘要

本发明提供了一种基于MIMO技术的三维成像方法，利用MIMO阵列可以获得虚拟阵元的优点来进行三维成像，大大减少阵元个数，降低阵元成本；根据虚拟阵元与实际阵元的位置关系来设计所需的成像阵列，阵列尺寸减小为同分辨的矩形阵的一半。更具体地说，本发明中的MIMO阵列占用的面积为矩形阵的1/4；通过计算机数值仿真给出了具有相同方位分辨率的矩形平面阵和MIMO阵列的尺寸与波束图；通过计算机数值仿真给出了矩形平面阵列和MIMO阵列的三维成像结果。

主权项

一种基于MIMO技术的三维成像方法，其特征在于包括下述步骤：1)设计由位于矩形4条边上的4个均匀线列阵组成的MIMO阵列，其中一组对边上放置2个发射线列阵，2个发射线列阵的阵元个数和阵元间距都相同，另一组对边上放置2个接收线列阵，2个接收线列阵的阵元个数和阵元间距都相同；2个发射线列阵之间的距离等于1个接收线列阵上的阵元间距乘以阵元个数，2个接收线列阵之间的距离等于1个发射线列阵上的阵元间距乘以阵元个数；2)采用M个正交信号作为发射信号，这些正交信号的自相关函数具有相同的主瓣包络，且最大旁瓣值小于等于主瓣值的0.1倍，同时其互相关函数的最大值小于等于自相关函数最大值的0.1倍；3)M个发射阵元发射M个满足步骤2）中要求的发射信号；4)在接收端采集回波，用M个发射信号对N个接收阵元上的回波分别进行匹配滤波处理，获得MN个输出，每个匹配滤波输出为发射信号的自相关函数；5)对匹配滤波输出进行波束形成，通过调节波束形成器的指向使得目标区域被多个波束覆盖，对每个波束的输出进行TOA估计，最后将各个波束下的TOA转化为以x、y和z坐标表示的目标区域的三维图像。