[发明专利]利用波传播进行探测的方法和设备

说明书

本发明涉及通过波传播进行探测的方法，其中，向介质(1)中发射入射波，所述介质包括能够反射所述波的散射体(2)。捕捉表示由介质对入射波反射的反射波的信号，所述捕捉信号是简单散分量和多重散分量之和。捕捉信号通过将多重散射分量与简单散射分量相分离来处理。

技术领域

本发明涉及利用波传播进行探测的方法和设备。

背景技术

利用波传播进行探测的方法采用传感器组件并且允许例如能够测量介质的特征参数以及/或者检测介质的奇异点以及/或者创建介质的图像。

这类方法尤其适用于检测和成像系统，例如，声纳、雷达、超声，等等。

在已知的这类方法中，尤其是在超声或雷达成像方法中，采用所捕获信号的简单散射分量：如果各个散射体仅只与波相互作用一次，那么每个回波的到达时间与传感器和产生该回波的散射体的分隔距离之间存在着有效的直接等效。回波在指定时刻的检测就意味着散射体存在于在与回波的到达时间相对应的距离上。然后，如有需要，就可以通过所接收到的信号来构建介质的反射性图像，也就是在介质内的各个散射体的位置。在超声或雷达成像方法中，并不太多地采用多重散射。这些成像方法往往是基于可以忽略多重散射的假设。

在存在着大量多重散射分量的情况下，尤其是在介质中所包含的散射体具有较高散射功率以及/或者在介质中非常密集的情况下，普通成像方法会受到严重的干扰并且不再是可靠的。实际上，在这种情况下，在回波的到达时间与传感器和介质散射体的分隔距离的之间不再有等效性性，这就难以构建出介质的图像。

专利申请书WO-2010/001027提出了一种能够将多重散射分量与简单散射分量相分离的探测方法。具体而言，该文件的方法包括以下步骤：

(a)发射步骤，在该步骤中，传感器组件(意即组件的某些或全部传感器)向介质中发射入射波，所述介质散射所述波，

(b)测量步骤，在该步骤中，所述传感器组件(意即组件的某些或全部传感器)捕捉表示反射波的信号，所述反射波是由介质对入射波的反射，所述捕获的信号包括：

-简单散射分量，表示是由介质的各个散射体单次反射入射波所形成的反射波的波路径，

-而且，在适当情况下，多重散射分量，表示是由介质的散射体上多次连续反射入射波在到达传感器组件之前所形成的反射波的波路径，

(c)处理步骤，在该步骤中，处理所捕获的信号，以便确定介质的特征(所讨论的特征可包括介质的图像，和/或介质的参数数值，和/或存在或者不存在比如多相性这样的奇异点，等等)，通过滤波至少一个频率变换矩阵，在多重散射分量与简单散射分量之中提取所选择的至少一个分量，所述频率变换矩阵表示在传感器组件的传感器之间的响应，并且至少包括下列子步骤：

(c1)确定窗口变换矩阵的子步骤，在该步骤中，确定与元件之间的响应(或者与在组件的传感器之间的响应)的窗口时间矩阵K(T，t)＝[k_ij(T，t)]相对应的至少一个窗口频率变换矩阵K(T，f)，所述元件之间响应的窗口时间矩阵在接近时间T和持续时间Δt的时窗内与在传感器组件的传感器之间的时间响应h_ij(t)相对应，其中，f是频率，

(c2)数据旋转子步骤，在该步骤中，通过按照第一方向旋转以及从窗口频率变换矩阵提取分量，通过窗口频率变换矩阵K(T，f)来计算两个矩阵Al(T，f)和A2(t，f)，

(c3)滤波子步骤，在该步骤中，将各个矩阵Al、A2中的多重散射分量与简单散射分量相分离，由此得到至少两个滤波矩阵A1^F、A2^F，所述两个滤波矩阵分别与矩阵Al、A2相对应并且分别表示简单散射分量或者多重散射分量，