一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法，包括如下步骤：根据柱面阵列雷达的最小工作频率和最大工作频率获取目标频点矩阵；同时循环选取各阵元集合方阵中的发射阵元作为第一发射阵元；为各第一发射阵元分别依次分配所述目标频点矩阵中的各频点，以作为第一发射阵元的发射频点；其中，同一时刻不同阵元集合方阵中的第一发射阵元的发射频点不同；利用第一发射阵元根据分配的发射频点发射信号；利用接收阵元接收所述信号。本发明专利技术中的信号收发方法，在保证获得足够的用于成像的回波数据的前提下，能够减少阵元数量，降低柱面阵列雷达装置系统的复杂度和探测数据的获取时间。

A signal receiving and transmitting method and device for cylindrical array radar imaging

【技术实现步骤摘要】
一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法及装置
本专利技术涉及相控阵雷达天线
，特别涉及一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法及装置。
技术介绍
为了保护公众安全，防范各种威胁，对公共场所特别是火车站、机场、客运站等来往人员安检必不可少。众多安检器中，微波成像是利用最为广泛。但是传统的安检器无法做到全方位探测，因而国内外研究机构把目光转向了柱面阵列雷达成像。现有的柱面阵列雷达有两种工作方式，一种是利用收发天线在曲面内进行机械扫描；这种方法虽然阵元数量少，系统简单，但数据采集时间长，难以满足实际需求。另一种是利用实孔径或实孔径和合成孔径相结合的方式获取数据，但这种方法需耗费大量天线阵元且系统复杂度高。因此现有的柱面阵列雷达成像装置在进行信号收发时，时间较长，因此探测数据的获取时间较长，成像效率较低。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法及装置，用于解决现有技术中数据采集时间长的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的实施例采用了如下技术方案：一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法，包括如下步骤：根据柱面阵列雷达的最小工作频率和最大工作频率获取目标频点矩阵；同时循环选取各阵元集合方阵中的发射阵元作为第一发射阵元；为各所述第一发射阵元分别依次分配所述目标频点矩阵中的各频点，以作为第一发射阵元的发射频点；其中，同一时刻不同阵元集合方阵中的第一发射阵元的发射频点不同；利用第一发射阵元根据分配的发射频点发射信号；利用接收阵元接收所述信号。可选的，所述根据柱面阵列雷达的最小工作频率和最大工作频率获取目标频点矩阵，具体包括：根据最小工作频率、最大工作频率，利用第一计算公式计算获得频点差值；根据所述最小工作频率以及所述频点差值利用第二计算公式计算获得所述目标频点矩阵中的频点元素，以获得目标频点矩阵。可选的，在获得所述频点元素后，还包括：利用所述频点元素构建获得第一频点矩阵；利用若干所述第一频点矩阵构建获得目标频点矩阵。可选的，所述第一计算公式为：其中，Δf为频点差值；NA×MA为阵元集合方阵的个数；Q为正整数；fmin为最小工作频率；fmax为最大工作频率。可选的，所述第二计算公式为：其中，为第if个频点元素；Q为正整数，Q大于或等于阵元集合方阵的个数；fmin为最小工作频率；if为正整数；可选的，接收所述信号的接收阵元与发射所述信号的第一发射阵元位于相同的阵元集合方阵。可选的，各所述阵元集合方阵中分别设置有若干发射阵元和若干接收阵元。可选的，所述最小工作频率fmin的范围为：fmin≥1GHz；所述最大工作频率fmax的范围为：fmax≤10THz。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发装置，包括：获取模块，用于根据柱面阵列雷达的最小工作频率和最大工作频率获取目标频点矩阵；选取模块，用于同时循环选取各阵元集合方阵中的发射阵元作为第一发射阵元；分配模块，用于为各所述第一发射阵元分别依次分配所述目标频点矩阵中的各频点，以作为第一发射阵元的发射频点；其中，同一时刻不同阵元集合方阵中的第一发射阵元的发射频点不同；发发射模块，用于利用第一发射阵元根据分配的发射频点发射信号；接收模块，用于利用接收阵元接收所述信号。可选的，所述获取模块具体用于：根据最小工作频率、最大工作频率，利用第一计算公式计算获得频点差值；根据所述最小工作频率以及所述频点差值利用第二计算公式计算获得所述目标频点矩阵中的频点元素，以获得目标频点矩阵。可选的，所述获取模块还用于：利用所述频点元素构建获得第一频点矩阵；利用若干所述第一频点矩阵构建获得目标频点矩阵。本专利技术实施例的有益效果在于：通过循环选取各阵元集合方阵中的一个发射阵元来作为当前工作的第一发射阵元，并在选定了第一发射阵元后，将各频点依次匹配给该第一发射阵元，并利用与第一发射阵元所在的阵元集合方阵中的接收阵元接收信号，由此能够保证在获得足够的用于成像的回波数据的前提下，能够减少阵元数量，降低柱面阵列雷达装置系统的复杂度和探测数据的获取时间，提高了柱面阵列三维成像的处理精度，使得柱面阵列雷达实用性更高。附图说明图1为本专利技术实施例用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法的流程图；图2为本专利技术实施例用于柱面阵列雷达成像的信号收发装置的结构框图；图3为本专利技术实施例中柱面阵列雷达中的阵元集合方阵示意图；图4为本专利技术实施例中的柱面阵列雷达的示意图；图5为本专利技术实施例中柱面阵列雷达的几何示意图；图6为本专利技术实施例中部分阵元集合方阵中的阵元布局图；图7为本专利技术实施例中阵元集合方阵的具体结构示意图；图8为本专利技术实施例中多频点正交发射多通道信号接收的流程图；图9为本专利技术实施例中三维成像流程图；图10为本专利技术实施例中监测区域网的进行划分的立体示意图；图11为图10的俯视图。具体实施方式此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。本专利技术实施例提供一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法，如图1所示，包括如下步骤：步骤一、根据柱面阵列雷达的最小工作频率和最大工作频率获取目标频点矩阵；本步骤中，在具体实施过程中具体包括：根据最小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法，其特征在于，包括如下步骤：/n根据柱面阵列雷达的最小工作频率和最大工作频率获取目标频点矩阵；/n同时循环选取各阵元集合方阵中的发射阵元作为第一发射阵元；/n为各所述第一发射阵元分别依次分配所述目标频点矩阵中的各频点，以作为第一发射阵元的发射频点；其中，同一时刻不同阵元集合方阵中的第一发射阵元的发射频点不同；/n利用第一发射阵元根据分配的发射频点发射信号；/n利用接收阵元接收所述信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于柱面阵列雷达成像的信号收发方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据柱面阵列雷达的最小工作频率和最大工作频率获取目标频点矩阵；
同时循环选取各阵元集合方阵中的发射阵元作为第一发射阵元；
为各所述第一发射阵元分别依次分配所述目标频点矩阵中的各频点，以作为第一发射阵元的发射频点；其中，同一时刻不同阵元集合方阵中的第一发射阵元的发射频点不同；
利用第一发射阵元根据分配的发射频点发射信号；
利用接收阵元接收所述信号。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据柱面阵列雷达的最小工作频率和最大工作频率获取目标频点矩阵，具体包括：
根据最小工作频率、最大工作频率，利用第一计算公式计算获得频点差值；
根据所述最小工作频率以及所述频点差值利用第二计算公式计算获得所述目标频点矩阵中的频点元素，以获得目标频点矩阵。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在获得所述频点元素后，还包括：利用所述频点元素构建获得第一频点矩阵；
利用若干所述第一频点矩阵构建获得目标频点矩阵。


4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一计算公式为：



其中，Δf为频点差值；
NA×MA为阵元集合方阵的个数；
Q为正整数；
fmin为最小工作频率；
fmax为最大工作频率。


5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二计算公式为：
其中，为第if个频点元素；

【专利技术属性】
技术研发人员：谭维贤，胡礼珍，黄平平，徐伟，乞耀龙，高志奇，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：内蒙;15