一种基于压缩感知的电磁逆散射成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于压缩感知的电磁逆散射成像方法，涉及微波成像技术，包括：步骤一、微波激励与测量阶段，在目标外用微波对目标进行穿透照射，测量目标的散射回波，从而去感知目标内部结构和材质；步骤二、目标建模阶段，建立目标介电常数和散射回波间的非线性观测模型，建立描述目标内部结构稀疏性的表征模型；步骤三、计算成像阶段，使用目标模型和压缩感知处理方法对目标的介电常数分布成像，由于不同介电常数对应目标的不同组成材料，故成像结果作为目标内部结构的表征。相对于传统微波成像方法，本发明专利技术使用压缩感知处理技术，显著降低回波观测数据量，同时显著提高目标内部结构的成像清晰度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压缩感知和基于电磁逆散射的微波成像技术，特别是一种通过微波照射目标得到电磁波回波，进而利用回波数据反演目标的介电常数分布。本专利技术不仅利用到了回波数据与介电常数分布间的非线性关系，还利用到介电常数分布自身的稀疏特性。相对于传统微波成像方法，它可以提高目 标内部图像的轮廓分辨清晰度。
技术介绍
定量的电磁逆散射方法，旨在重建目标的电磁参数分布，如介电常数、电导率等，在重建目标电磁参数分布的同时也得到了目标的几何图像。它由严格的麦克斯韦方程出发，充分考虑目标之间的多次散射及目标与背景媒质之间的相互作用，能够高精度地重建目标几何参数和电磁参数，得到目标的高分辨率图像。目前发展的高维定量的电磁逆散射方法可分为线性逆散射方法和非线性逆散射方法两类。线性逆散射方法工作在目标对比度低的情况下，其测量系统模型为线性模型，典型的反演方法为衍射层析成像(Diffraction Tomography,DT)。非线性逆散射方法适用于高对比度目标反演，典型的包括波恩迭代方法(BM)和变形波恩迭代方法(DBM)，对比源方法(Contrast Source Inversion, CSI)等等。2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压缩感知的电磁逆散射成像方法，其特征在于，包括：步骤一、微波激励与测量阶段，在该阶段由多个发射机从不同照射角对目标实施单一频率的微波照射，或在设计频段内实施扫频照射，并由多个接收机从不同观测角对目标散射回波的幅度和相位信息，进行对应的单频或扫频测量，发射机和接收机一一对应，构成多发多收测量；步骤二、目标建模阶段，建立目标介电常数和散射回波间的非线性观测模型，建立描述目标内部结构稀疏性的表征模型；步骤三、计算成像阶段，使用目标模型和压缩感知处理方法对目标的介电常数分布成像，成像结果作为目标内部结构的表征。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：向寅，李芳，洪文，张冰尘，吴一戎，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：