[发明专利]基于高自由度的多输入多输出钻孔雷达高效率成像方法

权利要求书

1.基于高自由度的多输入多输出钻孔雷达高效率成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用具有多个接收阵元和多个发射阵元的钻孔雷达系统对井周介质的雷达回波进行采样，建立p维采样数据矩阵u＝[u₁，u₂，...，u_M]，其中u_M为第M个发射阵元开启时所有接收阵元获得的采样数据矩阵；对采样数据矩阵u进行去干扰处理；建立M个发射阵元的坐标向量表x，x＝{x₁，x₂，…x_M}，M个发射阵元的空间维度为q；

步骤2：初始化p+q维数据矩阵s，p为步骤1中的采样数据矩阵维度；矩阵s内的单元数据均为零，初始化m＝1；

步骤3：根据第m个发射阵元的空间坐标x_m，将u_m中的采样数据扩展至矩阵s，矩阵s表示为：

s(：，floor(x_m/dx)，：)＝u_m，其中dx为接收阵元的阵元间隔，floor(·)为取整函数；m＝m+1，重复步骤S3，直到矩阵u中的所有采样数据扩展完毕；

步骤4：对矩阵s执行p+q维傅立叶变换，获取采样数据的频率波数谱表达；

步骤5：对矩阵s的频率波数谱表达进行频率波数插值运算，桥接采样空间与目标空间；

步骤6：对插值后的频率波数谱进行加权运算，完成采样空间到目标空间的变换；

步骤7：对加权后的目标空间频率波数谱进行p+q维逆傅立叶变换，得到p+q维空间数据集合；

步骤8：从p+q维空间数据集合中抽取p维空间数据，得到目标空间成像结果。

2.根据权利要求1所述的基于高自由度的多输入多输出钻孔雷达高效率成像方法，其特征在于，利用均值滤波去除采样数据矩阵u中的直接耦合信号及其他干扰信号。

3.根据权利要求1所述的基于高自由度的多输入多输出钻孔雷达高效率成像方法，其特征在于，采样数据矩阵u为：

4.根据权利要求1所述的基于高自由度的多输入多输出钻孔雷达高效率成像方法，其特征在于，对矩阵s执行三维傅立叶变换，获取采样数据的频率波数谱表达其中和分别为接收阵元和发射阵元的波数，w为角频率。

5.根据权利要求4所述的基于高自由度的多输入多输出钻孔雷达高效率成像方法，其特征在于，对矩阵s的频率波数谱表达进行频率波数插值运算，获得k_z坐标下的频率波数谱表达其中w(k_z)的计算如下：

k_z为与井孔垂直方位的空间波数，完成采样空间与目标空间的桥接。

6.根据权利要求5所述的基于高自由度的多输入多输出钻孔雷达高效率成像方法，其特征在于，对插值后的频率波数谱进行加权运算，的加权值为g，其值计算如下：

完成采样空间到目标空间的变换。

7.根据权利要求6所述的基于高自由度的多输入多输出钻孔雷达高效率成像方法，其特征在于，对加权后的目标空间频率波数谱进行三维逆傅立叶变换，得到三维空间数据集合Q(x_R，x_T，z)。

8.根据权利要求7所述的基于高自由度的多输入多输出钻孔雷达高效率成像方法，其特征在于，从三维空间数据集合Q(x_R，x_T，z)中抽取二维空间数据Q(x_R，x_T＝x_R，z)，得到目标空间成像结果Q(x_R，z)，即Q(x_R，x_T＝x_R，z)＝Q(x_R，z)。