【技术实现步骤摘要】
一种合成孔径成像的快速波束形成方法
本专利技术属于信号处理方法
，具体涉及到一种合成孔径成像的快速波束形成方法。
技术介绍
利用合成孔径方法实现高分辨率成像，在声呐、雷达领域都有广泛应用。例如利用合成孔径雷达实现对空中目标成像；合成孔径声呐实现对水下目标的成像；医学超声成像利用合成孔径方法实现比传统B超成像具有更高的角度分辨率，更高的图像帧率等。合成孔径的基本原理如图1所示。声呐或雷达阵列由如图1(a)所示的M0个阵元组成，发射阵与接收阵通过发射/接收切换方式共用M0个阵元，完成信号的发射与接收。每次由一个(或多个)阵元进行发射，全部或部分阵元进行接收，对全部阵元轮流发射获得的全部接收信号进行波束计算，获得合成孔径成像结果。为了提高发射功率，一般采用如图1(b)所示的由一定数目的阵元组成若干个子阵，每个子阵合成等效球源轮流发射声信号，而由全部阵元接收目标的散射回波的工作方式。可以将发射阵列分成Iv个子阵，Iv≤M0，如果Iv＝M0则表示每个子阵由单个阵元组成。假设目标点关于阵列中心O的位置为长度为r0，方向角为θ，则以阵列中心为参考，第i个阵元(图1(a))...
【技术保护点】
1.一种合成孔径成像的快速波束形成方法，其步骤包括：1)发射阵中的各子阵轮流发射脉冲信号；设si(t)为第i个子阵发射的脉冲信号，t为时间，i＝1,2,…,Iv，Iv为发射阵的子阵数量；2)对每次子阵发射，接收阵的全体接收阵元分别接收回波，获得每次发射对应的接收信号；设sim(t)为第m个阵元接收的si(t)在成像区域内由目标散射产生的时域回波信号,m＝1,2,…M，M为接收阵的阵元数量；3)对每一时域回波信号sim(t)进行采样并进行快速傅立叶变换，转换至频域，得到频谱Sim(l)；其中，频点序号l＝0,1,2,…,L‑1，L是采样点数；4)将合成孔径算法中对发射子阵、接...
【技术特征摘要】
1.一种合成孔径成像的快速波束形成方法，其步骤包括：1)发射阵中的各子阵轮流发射脉冲信号；设si(t)为第i个子阵发射的脉冲信号，t为时间，i＝1,2,…,Iv，Iv为发射阵的子阵数量；2)对每次子阵发射，接收阵的全体接收阵元分别接收回波，获得每次发射对应的接收信号；设sim(t)为第m个阵元接收的si(t)在成像区域内由目标散射产生的时域回波信号,m＝1,2,…M，M为接收阵的阵元数量；3)对每一时域回波信号sim(t)进行采样并进行快速傅立叶变换，转换至频域，得到频谱Sim(l)；其中，频点序号l＝0,1,2,…,L-1，L是采样点数；4)将合成孔径算法中对发射子阵、接收阵元的二重求和算式转化为一重求和算式；5)在每个频点上对转化后的一重求和算式进行计算，获得每个频率点上全部波束形成结果；6)利用逆快速傅里叶变换将频域的波束形成结果转换为时域波束信号。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将合成孔径算法中对发射子阵、接收阵元的二重求和算式转化为一重求和算式的方法为：设置一虚拟阵，所述虚拟阵由单个均匀指向性发射阵元、MIv个均匀指向性接收阵元构成；均匀指向性发射阵元位于坐标原点O，第k个均匀指向性接收阵元的位置坐标为：Yk＝yi+ym，yi为第i个所述子阵的等效球源声中心坐标，ym为第m个接收阵元的位置坐标，k＝(i-1)×M+m；利用所述虚拟阵将双重求和计算转化为一重求和算式。3.如权利要求2所述的方法...
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