[发明专利]用于太赫兹频段MIMO弧形阵列方位向成像方法

说明书

本发明提供了一种用于太赫兹频段MIMO弧形阵列方位向成像方法，包括：确定MIMO弧形阵列的等效MIMO线阵，MIMO弧形阵列的发射阵元构成多个发射子阵，接收阵元构成的接收阵列位于多个发射子阵之间；建立MIMO弧形阵列与MIMO线阵几何转换关系，得到补偿函数；MIMO线阵的发射阵元发射单频信号，MIMO线阵的接收阵元接收目标散射信号；对接收信号在发射阵元和接收阵元空间位置维度进行傅里叶变换，得到空间谱；结合补偿函数及空间谱，在等效MIMO线阵的方位向上进行成像，得到目标反射系数函数。本发明通过构建弧形MIMO阵列，在一定阵列长度下，利用较少阵元，实现了高效率方位向成像，为降低系统成本提供可能。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种用于太赫兹频段MIMO弧形阵列方位向成像方法。

背景技术

在MIMO阵列成像的应用中，成像方法显然是极其重要的一个环节，因为成像方法的准确性和效率很大程度上决定了系统成像结果的好坏与运行速度。设计MIMO阵列方位向成像方法主要是在一定MIMO阵列拓扑结构条件下，有效解决阵列长度、阵元数目和方位分辨率三者之间的关系，并同时兼顾运算效率。阵列长度与阵元数目直接决定了阵元间距，即确定了空间采样率，当其满足奈奎斯特采样定律时，方位向成像才不会出现混叠现象。一般来说，距离近的方位向成像需要较小的阵元间距，而距离远的方位向成像需要的阵元间距较大。为了获得较高方位向分辨率，需要增加阵列长度或减小成像距离，而这受到阵元间距的制约。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种在太赫兹频段下的MIMO弧形阵列方位向成像方法，通过构建弧形MIMO阵列，设计方位向成像方法，旨在一定阵列长度下，利用较少阵元，即可实现高效率方位向成像，为降低系统成本提供可能。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种用于太赫兹频段MIMO弧形阵列方位向成像方法，包括：

确定MIMO弧形阵列的等效MIMO线阵，其中所述MIMO弧形阵列的发射阵元构成多个发射子阵，接收阵元构成的接收阵列位于多个发射子阵之间；

建立MIMO弧形阵列与其等效MIMO线阵之间的几何转换关系，并得到补偿函数；

经MIMO弧形阵列到MIMO线阵的几何转换之后，MIMO线阵的发射阵元发射单频信号，MIMO线阵的接收阵元接收目标散射信号；

对接收阵元接收的目标散射信号分别在该等效MIMO线阵的发射阵元和接收阵元空间位置维度进行傅里叶变换，得到空间谱；

结合补偿函数及空间谱，在等效MIMO线阵的方位向上进行成像，得到目标反射系数函数。

在一些实施例中，所述MIMO弧形阵列的发射阵元构成两个发射子阵，其接收阵元构成一个接收阵列，接收阵列位于所述两个发射子阵之间。

在一些实施例中，所述MIMO弧形阵列包括N_T个发射阵元和N_R个接收阵元，所述N_T个发射阵元构成两个发射子阵，分别位于接收阵列两端，发射子阵与接收阵列的相邻间距为d_TR，对于每个发射子阵，发射阵元等间隔位于以C点为圆心，半径为R_A的圆弧上，对应的阵元间隔角度为dθ_T，阵元间距为d_T＝R_Adθ_T。