[发明专利]一种圆柱阵面三维成像系统的成像方法

权利要求书

1.一种圆柱阵面三维成像系统的成像方法，该成像系统包括：电机、饲服控制器、天线阵列圆盘支架、发射天线阵列、接收天线阵列、频率合成模块、回波信号接收处理装置、信号处理器、存储器，其中：

发射天线阵列用于辐射射频信号，发射天线阵列有N个发射天线单元，每个天线单元对应一路发射通道，天线阵列有N路电开关以控制发射通道的分时工作，即开通和关断，其中30≤N≤2000；

接收天线阵列用于接收射频回波信号，接收天线阵列有N个接收天线单元，每个天线单元对应一路接收通道，天线阵列有N路电开关以控制接收通道的分时工作，即开通和关断，其中30≤N≤2000；

该成像方法包括：

a.在所述成像系统上电启动前，在其圆柱阵面的同轴中心放置一个表面光滑的金属圆柱；

b.上电启动所述成像系统，发射天线阵列的N个发射天线单元依次辐射射频信号到所述金属圆柱表面上并被镜面反射；

c.接收天线阵列的相对应的接收天线单元接收到回波信号并将其发送给回波信号接收处理装置以进行处理，然后将处理后的回波信号发送给信号处理器；

d.信号处理器接收并数字采样完所有回波信号后，对回波信号的各采样点进行处理，获取3组校正参数并保存到存储器中，该3组校正参数包括：1.每个通道的回波信号的通道幅度值校正系数Hmax/Hi，2.每个通道的回波信号的通道频率校正系数f₀-f_i，3.每个通道的回波信号的相位误差补偿系数

e.之后取出该金属圆柱体，传输目标物体到扫描位置，开始进行扫描并传输回波信号；

f.信号处理器获得所有扫描回波信号数据，首先需要利用上述3组校正参数对这些扫描回波信号数据进行校正，包括：

首先将第i个通道的回波信号数据乘以该通道的回波信号的通道幅度值校正系数Hmax/Hi以完成对该第i个通道的回波信号的幅度校正，对N个通道的回波信号作同样的操作，完成对所有通道的回波信号的幅度校正；然后利用第i通道的回波信号的通道频率校正系数f₀-f_i生成补偿数据exp(j·(f₀-f_i)·t)，t为采样点所对应的时间，将第i通道的回波信号数据乘以exp(j·(f₀-f_i)·t)，对N个通道的回波信号作同样的操作，完成对所有通道的回波信号的频率偏移的补偿校正；最后利用每个通道的回波信号的相位误差补偿系数生成补偿数据exp(j·)，将其乘以相应通道的回波信号数据，完成对N个通道的回波信号的相位补偿，其中1≤i≤N；

g.信号处理器接着利用公知的三维成像方法对经校正的扫描回波信号数据进行成像处理，然后在屏幕上显示图像。

2.根据权利要求1的成像方法，其中所述金属圆柱是铁、铝、铜和锌中的任意金属或金属合金，其半径在0.1-0.3米之间，其高度与天线阵列等高。

3.根据权利要求2的成像方法，其中所述金属圆柱的半径为0.2米。

4.根据权利要求2的成像方法，其中所述金属圆柱是空心或实心。

5.根据权利要求1的成像方法，其中获取每个通道的回波信号的通道幅度值校正系数的方法如下所述：对第i个通道的回波信号进行傅立叶变换，得到该回波信号的频域，取该回波信号的频域最大值采样点及其邻域的各采样点，该邻域为大于频域最大值采样点的幅度值的二分之一所构成的范围，采用最小均方误差准则对这些采样点的幅度值进行二次拟合，得到二次函数f(x)＝a·x²+b·x+c，求取x＝-b/(2a)点所对应的函数值即为该第i个通道的回波信号的幅度值Hi，对N个通道的回波信号作上述同样的操作，求出N个通道的回波信号的最大幅度值Hmax，第i个通道的回波信号的通道幅度值校正系数为Hmax/Hi，其中1≤i≤N。