[发明专利]基于柱面几何的三维微波成像方法

权利要求书

1.一种基于柱面几何的三维微波成像方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤S1：根据发射信号的形式将原始回波变换至距离压缩域，如果发射信号是线性调频信号，对获得的回波信号进行距离向压缩，获得信号S₁(r，φ′，z′)，其中，r为距离空间域，φ′∈[0，2π)为天线位置方位角，φ′方向定义为方位向，z′为天线位置高度，z′方向定义为高度向；如果发射信号为步进频连续波信号，对获得的回波信号作距离向逆傅里叶变换，获得信号S₁(r，φ′，z′)；

步骤S2：对步骤S1所得的结果S₁(r，φ′，z′)进行波传播损耗补偿，获得信号S₂(r，φ′，z′)；

步骤S3：对步骤S2所得的结果S₂(r，φ′，z′)作距离向傅里叶变换，获得信号S₃(K_ω，φ′，z′)，其中K_ω＝2πf/c为波数，f为信号的发射频率，c为光速；

步骤S4：对步骤S3所得的结果S₃(K_ω，φ′，z′)作高度向傅里叶变换，获得信号S₄(K_ω，φ′，K_z)，其中，K_z为高度向波数；

步骤S5：对步骤S4所得的结果S₄(K_ω，φ′，K_z)作方位向傅里叶变换，获得信号S₅(K_ω，K_φ，K_z)，其中，K_φ为方位向波数；

步骤S6：对步骤S5所得的结果S₅(K_ω，K_φ，K_z)与聚焦函数相乘，获得信号S₆(K_ω，K_φ，K_z)，其中，符号*表示共轭，ρ_n＝nΔρ为给定的成像圆柱面半径，n＝0，1，2，..，(N-1)，Δρ＝c/2B，表示取ρ′/Δρ的整数部分；

步骤S7：对步骤S6所得的结果S₆(K_ω，K_φ，K_z)沿K_ω积分，获得信号S₇(K_φ，K_z)；

步骤S8：对步骤S7所得的结果S₇(K_φ，K_z)作方位向和高度向的二维逆傅里叶变换，获得半径为ρ_n的圆柱面上的重建图像

I^(ρn,φ,z)=∫∫Kφ,KzS7(Kφ,Kz)exp(jKφφ+jKzz)dKφdKz]]>

其中，φ为目标位置方位角，z为目标位置高度；

步骤S9：完成目标区域内所有圆柱面的重建，最后获得目标区域的三维图像；

步骤S10：图像显示，直接在圆柱坐标系下显示图像，或通过坐标变换，将圆柱坐标系下的图像变换到直角坐标系(x，y，z)显示；其坐标变换方程为：

x=ρcosφy=ρsinφz=z]]>

其中，ρ为目标位置半径。