[发明专利]目标近场微波成像测试中的图像聚焦方法、装置及系统

权利要求书

1.一种目标近场微波成像测试中的图像聚焦方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、构建目标近场微波成像测试系统，包括：被测目标、测量装置、运动平台、GPS系统、金属球；其中，所述测量装置搭载于运动平台上用于对被测目标进行孔径扫描；所述金属球置于测量装置收发天线主瓣照射范围内；

S2、控制运动平台绕被测目标的中心运动，并利用GPS系统记录运动平台的位置，同时控制测量装置进行扫频测试，并采集扫频测试数据，所述扫频测试数据包括目标扫频测试数据和金属球扫频测试数据；

S3、根据GPS系统记录的运动平台的位置计算金属球与运动平台之间的参考距离，利用所述金属球扫频测试数据计算金属球与运动平台之间的测量距离，根据该参考距离和测量距离得到相位校正因子；

S4、根据所述相位校正因子对所述目标扫频测试数据进行补偿，并进行成像处理，得到聚焦后的目标二维微波图像。

2.根据权利要求1所述的目标近场微波成像测试中的图像聚焦方法，其特征在于，在步骤S3中通过以下公式计算金属球与运动平台之间的参考距离Rc_n：

其中，

上式中，R₀表示扫描孔径中心至被测目标中心的距离，φ表示金属球球心和运动平台初始位置分别与被测目标中心连线的夹角，θ_n表示第n个脉冲发出时运动平台相对被测目标中心的方位角，(x_c，y_c)表示以被测目标中心为原点时所述金属球的坐标，R_c0表示金属球与被测目标中心的距离。

3.根据权利要求2所述的目标近场微波成像测试中的图像聚焦方法，其特征在于，所述步骤S3中根据该参考距离和测量距离得到相位校正因子，包括：

1)根据参考距离和测量距离计算金属球径向距离误差d_n：

d_n＝R′_cn-R_cn

其中，R′_cn表示根据所述金属球扫频测试数据经过IFFT变换后得到的金属球与运动平台之间的测量距离，Rc_n为金属球与运动平台之间的参考距离；

2)通过以下公式计算方位角θ_n的相位校正因子ψ_n(f)：

上式中，j表示虚数符号，f表示测量装置发射的电磁波频率，c₀表示真空光速，d_n表示方位角为θ_n时金属球径向距离误差。

4.根据权利要求1所述的目标近场微波成像测试中的图像聚焦方法，其特征在于，所述方法还包括：

预先利用GPS系统分别采集被测目标中心和金属球球心的位置坐标。

5.根据权利要求1所述的目标近场微波成像测试中的图像聚焦方法，其特征在于：所述方法构建的目标近场微波成像测试系统中，所述金属球与被测目标中心之间的距离为扫描孔径中心至被测目标中心的距离的1/4至1/2倍。

6.一种图像聚焦装置，其特征在于，包括：

数据获取单元，用于通过GPS系统获取运动平台的位置，同时获取扫频测试数据；其中，扫频测试数据由搭载于运动平台上的测量装置绕被测目标的中心运动进行孔径扫描获得，且测量装置收发天线主瓣照射范围内置有金属球；所述扫频测试数据包括目标扫频测试数据和金属球扫频测试数据；

校正因子计算单元，用于根据运动平台的位置计算所述金属球与运动平台之间的参考距离，利用所述金属球扫频测试数据计算金属球与运动平台之间的测量距离，根据该参考距离和测量距离得到相位校正因子；

图像校正单元，用于根据所述相位校正因子对所述目标扫频测试数据进行补偿，并进行成像处理，得到聚焦后的目标二维微波图像。

7.根据权利要求6所述的图像聚焦装置，其特征在于：所述数据获取单元中，所述金属球与被测目标中心之间的距离为扫描孔径中心至被测目标中心的距离的1/4至1/2倍。