一种基于弧形阵列的柱面合成孔径布局方法技术

本申请提供了一种基于弧形阵列的柱面合成孔径布局方法，包括：确定弧形阵列的阵元天线尺寸和最小有效合成孔径角；至少基于工作波长和最小有效合成孔径角确定弧形阵列的相邻阵元中心最大间距和相邻发射阵元间隔；基于相邻阵元中心最大间距和相邻发射阵元间隔确定弧形阵列的阵元参数，基于阵元参数确定弧形阵列的尺寸；基于阵元参数确定各个阵元的第一几何中心位置，根据第一几何中心位置对阵元进行布局，以获得弧形阵列；基于阵元参数确定柱面合成孔径的等效阵列参数；基于等效阵列参数确定等效阵元的第二几何中心位置，根据第二几何中心位置对弧形阵列进行布局。本申请能提高稀疏率，且成像质量好。且成像质量好。且成像质量好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于弧形阵列的柱面合成孔径布局方法


[0001]本申请涉及雷达信号处理
，特别涉及一种基于弧形阵列的柱面合成孔径布局方法。

技术介绍

[0002]为了保护机场，火车站和客运站等人员密集场所的群众安全，对这些公共场所的来往人员进行安检尤为重要。众多安检器中，微波成像安检的利用最为广泛。但是传统的微波成像安检器无法做到全方位探测，即使能够全方位检测的柱面阵列雷达成像系统存在一些缺陷：其一是采用线性阵列以圆周运动进行左右扫描来获取目标对象的回波数据，数据采集时间长，效率低，难以满足实际需求；其二是为降低数据采集时间导致雷达阵元数量庞大，难以运用于实际系统。

技术实现思路

[0003]有鉴于现有技术中存在的上述问题，本申请提供了一种基于弧形阵列的柱面合成孔径布局方法，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0004]本申请实施例提供了一种基于弧形阵列的柱面合成孔径布局方法，包括：
[0005]确定所述弧形阵列的阵元天线尺寸和最小有效合成孔径角；
[0006]至少基于工作波长和所述最小有效合成孔径角确定所述弧形阵列的相邻阵元中心最大间距和相邻发射阵元间隔；
[0007]基于所述相邻阵元中心最大间距和所述相邻发射阵元间隔确定所述弧形阵列的阵元参数，基于所述阵元参数确定所述弧形阵列的尺寸；
[0008]基于所述阵元参数确定各个阵元的第一几何中心位置，根据所述第一几何中心位置对所述阵元进行布局，以获得所述弧形阵列；
[0009]基于所述阵元参数确定所述柱面合成孔径的等效阵列参数；
[0010]基于所述等效阵列参数确定等效阵元的第二几何中心位置，根据所述第二几何中心位置对所述弧形阵列进行布局。
[0011]在一些实施例中，所述确定所述弧形阵列的阵元天线尺寸，包括：
[0012]根据弧形阵列的方位向角分辨率确定阵元波束宽度，根据所述阵元波束宽度确定所述阵元天线尺寸。
[0013]在一些实施例中，所述至少基于工作波长和所述最小有效合成孔径角确定所述弧形阵列的相邻阵元中心最大间距和相邻发射阵元间隔，包括：
[0014]根据工作波长确定相邻阵元中心的最大直线距离，根据所述相邻阵元中心的最大直线距离确定所述相邻阵元中心最大间距；
[0015]基于所述最小有效合成孔径角确定相邻发射阵元的间隔极限值，基于稀疏率根据所述相邻发射阵元的间隔极限值确定所述相邻发射阵元间隔。
[0016]在一些实施例中，所述基于所述相邻阵元中心最大间距和所述相邻发射阵元间隔
确定所述弧形阵列的阵元参数，基于所述阵元参数确定所述弧形阵列的尺寸，包括：
[0017]获取预设圆弧角度，根据所述预设圆弧角度和所述相邻发射阵元间隔确定发射阵元的个数；
[0018]根据所述相邻阵元中心最大间距确定子阵列接收阵元的个数；
[0019]根据所述发射阵元的个数和所述子阵列接收阵元的个数，确定所述弧形阵列接收阵元的个数；根据所述发射阵元的个数和所述弧形阵列接收阵元的个数确定所述弧形阵列阵元的个数；
[0020]根据所述子阵列接收阵元的个数和所述相邻发射阵元间隔确定相邻阵元中心间距，根据所述相邻阵元中心间距和所述弧形阵列阵元的个数确定所述弧形阵列的圆弧角，根据所述圆弧角确定所述弧形阵列的尺寸。
[0021]在一些实施例中，所述基于所述阵元参数确定各个阵元的第一几何中心位置，包括：
[0022]根据所述发射阵元的个数、所述相邻发射阵元间隔确定所述发射阵元的几何中心的第一坐标集；
[0023]根据所述弧形阵列接收阵元的个数、所述子阵列接收阵元的个数和相邻阵元中心间距确定所述接收阵元的几何中心的第二坐标集。
[0024]在一些实施例中，所述确定所述发射阵元的第一坐标集，包括：
[0025]A1，在顺时针方向上确定所述弧形阵列的第一个发射阵元的几何中心的第一坐标，依次设置其他发射阵元的顺时针第一计数变量；
[0026]A2，根据所述第一坐标和所述相邻发射阵元间隔确定所述第一计数变量对应的发射阵元的几何中心的坐标；
[0027]A3，依次递增所述第一计数变量的数值，若第一计数变量的数值不大于所述发射阵元的个数，则执行步骤A2；若大于，则结束；以获得所述第一坐标集。
[0028]在一些实施例中，所述确定接收阵元的几何中心的第二坐标集，包括：
[0029]B1，基于所述第一个发射阵元，依次设置接收阵元的顺时针第二计数变量；
[0030]B2，依次设置接收阵元的顺时针第三计数变量，且使第二计数变量递增；
[0031]B3，根据第二计数变量和所述子阵列接收阵元的个数确定第四计数变量；
[0032]B4，根据所述第一坐标、根据所述弧形阵列接收阵元的个数、所述子阵列接收阵元的个数和相邻阵元中心间距基于所述第三计数变量和第四计数变量确定所述第二计数变量对应的接收阵元的几何中心的坐标；
[0033]B5，依次递增所述第三计数变量的数值，若所述第三计数变量的数值不大于所述子阵列接收阵元的个数，则执行步骤B6；若大于，则执行步骤B2；
[0034]B6，依次递增所述第二计数变量，若第二计数变量的数值不大于所述弧形阵列接收阵元的个数，则执行步骤B3；若大于，则结束；以获得所述第二坐标集。
[0035]在一些实施例中，所述基于所述阵元参数确定所述柱面合成孔径的等效阵列参数，包括：
[0036]根据预设等效阵元间隔确定高度向等效采样点的数量，根据所述等效采样点的数量及所述发射阵元的个数和所述弧形阵列接收阵元的个数确定等效阵元的数量，其中，所述等效阵元包括等效发射阵元和等效接收阵元；
[0037]基于所述柱面合成孔径高度向上的俯仰向分辨率和所述等效采样点的数量确定所述柱面合成孔径的高度。
[0038]在一些实施例中，所述基于所述柱面合成孔径高度向上的俯仰向分辨率和所述等效采样点的数量确定所述柱面合成孔径的高度，包括：
[0039]根据所述俯仰向分辨率确定所述柱面合成孔径高度向上的阵元波束宽度，根据所述柱面合成孔径高度向上的阵元波束宽度确定所述柱面合成孔径高度向上的阵元天线尺寸；
[0040]根据所述等效采样点数量确定等效阵元间隔，根据所述等效采样点数量、等效阵元间隔和所述柱面合成孔径高度向上的阵元天线尺寸确定所述柱面合成孔径的高度。
[0041]在一些实施例中，所述基于所述等效阵列参数确定等效阵元的第二几何中心位置，根据所述第二几何中心位置对所述弧形阵列进行布局，包括：
[0042]C1，确定所述弧形阵列运行的起始点，设置第五计数变量和时间变量；
[0043]C2，确定所述弧形阵列在时间变量所对应的时刻向上运行所到达的高度位置；
[0044]C3，根据所述高度位置和所述第一坐标集确定等效发射阵元的第一等效坐标集；
[0045]C4，根据所述高度位置和所述第二坐标集确定等效接收阵元的第二等效坐标集；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弧形阵列的柱面合成孔径布局方法，其中，包括：确定所述弧形阵列的阵元天线尺寸和最小有效合成孔径角；至少基于工作波长和所述最小有效合成孔径角确定所述弧形阵列的相邻阵元中心最大间距和相邻发射阵元间隔；基于所述相邻阵元中心最大间距和所述相邻发射阵元间隔确定所述弧形阵列的阵元参数，基于所述阵元参数确定所述弧形阵列的尺寸；基于所述阵元参数确定各个阵元的第一几何中心位置，根据所述第一几何中心位置对所述阵元进行布局，以获得所述弧形阵列；基于所述阵元参数确定所述柱面合成孔径的等效阵列参数；基于所述等效阵列参数确定等效阵元的第二几何中心位置，根据所述第二几何中心位置对所述弧形阵列进行布局。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述弧形阵列的阵元天线尺寸，包括：根据弧形阵列的方位向角分辨率确定阵元波束宽度，根据所述阵元波束宽度确定所述阵元天线尺寸。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少基于工作波长和所述最小有效合成孔径角确定所述弧形阵列的相邻阵元中心最大间距和相邻发射阵元间隔，包括：根据工作波长确定相邻阵元中心的最大直线距离，根据所述相邻阵元中心的最大直线距离确定所述相邻阵元中心最大间距；基于所述最小有效合成孔径角确定相邻发射阵元的间隔极限值，基于稀疏率根据所述相邻发射阵元的间隔极限值确定所述相邻发射阵元间隔。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述相邻阵元中心最大间距和所述相邻发射阵元间隔确定所述弧形阵列的阵元参数，基于所述阵元参数确定所述弧形阵列的尺寸，包括：获取预设圆弧角度，根据所述预设圆弧角度和所述相邻发射阵元间隔确定发射阵元的个数；根据所述相邻阵元中心最大间距确定子阵列接收阵元的个数；根据所述发射阵元的个数和所述子阵列接收阵元的个数，确定所述弧形阵列接收阵元的个数；根据所述发射阵元的个数和所述弧形阵列接收阵元的个数确定所述弧形阵列阵元的个数；根据所述子阵列接收阵元的个数和所述相邻发射阵元间隔确定相邻阵元中心间距，根据所述相邻阵元中心间距和所述弧形阵列阵元的个数确定所述弧形阵列的圆弧角，根据所述圆弧角确定所述弧形阵列的尺寸。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述阵元参数确定各个阵元的第一几何中心位置，包括：根据所述发射阵元的个数、所述相邻发射阵元间隔确定所述发射阵元的几何中心的第一坐标集；根据所述弧形阵列接收阵元的个数、所述子阵列接收阵元的个数和相邻阵元中心间距确定所述接收阵元的几何中心的第二坐标集。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述确定所述发射阵元的第一坐标集，包括：
A1，在顺时针方向上确定所述弧形阵列的第一个发射阵元的几何中心的第一坐标，依次设置其他发射阵元的顺时针第一计数变量；A2，根据所述第一坐标和所述相邻发射阵元间...

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