[发明专利]近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列全聚焦成像方法和装置

权利要求书

1.一种近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列全聚焦成像方法，所述方法包括：

在预设的直角坐标系下，获取近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列的发射阵列的发射信号经被扫描目标散射后在接收阵列处的球面波信号；所述直角坐标系的x轴与所述近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列方向平行，y轴与所述发射信号的方向平行，z轴与所述近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列的扫描方向平行；

以x-y平面上的波数大于0为成像聚焦约束条件，利用傅里叶变换和驻相定位原理，将所述球面波信号分解为平面波信号，将所述平面波信号沿z轴方向转换为波数域信号，将所述波数域信号在x-y平面进行后向投影，得到后向投影波数域信号；

将所述后向投影波数域信号转化至空间域中得到空间域信号，根据所述发射阵列和所述接收阵列的坐标对所述空间域信号进行误差校正，得到所述被扫描目标的三维全聚焦成像结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在预设的直角坐标系下，获取近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列的发射阵列的发射信号经被扫描目标散射后在接收阵列处的球面波信号的步骤包括：

在预设的直角坐标系下，获取近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列的发射阵列的回波信号；

根据所述近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列的接收阵列的坐标以及所述回波信号，得到经所述被扫描目标散射后在接收阵列处的球面波信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以x-y平面上的波数大于0为成像聚焦约束条件，利用傅里叶变换和驻相定位原理，将所述球面波信号分解为平面波信号，将所述平面波信号沿z轴方向转换为波数域信号，将所述波数域信号在x-y平面进行后向投影，得到后向投影波数域信号的步骤包括：

以x-y平面上的波数大于0为成像聚焦约束条件，利用傅里叶变换和驻相定位原理，将所述球面波信号分解为平面波信号；

根据所述发射阵列和所述接收阵列之间的z轴坐标差值，对所述平面波信号在z轴方向进行快速傅里叶变换；

将所述波数域信号在x-y平面进行后向投影，得到后向投影波数域信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述后向投影波数域信号转化至空间域中得到空间域信号，根据所述发射阵列和所述接收阵列的坐标对所述空间域信号进行误差校正，得到所述被扫描目标的三维全聚焦成像结果的步骤包括：

对所述后向投影波数域信号在z轴方向进行逆快速傅利叶变换，得到对应的空间域信号；

根据所述发射阵列和所述接收阵列的z轴坐标差值，对所述空间域信号进行误差校正，得到所述被扫描目标的三维全聚焦成像结果。

5.一种近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列全聚焦成像装置，其特征在于，所述装置包括：

球面波信号获取模块，用于在预设的直角坐标系下，获取近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列的发射阵列的发射信号经被扫描目标散射后在接收阵列处的球面波信号；所述直角坐标系的x轴与所述近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列方向平行，y轴与所述发射信号的方向平行，z轴与所述近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列的扫描方向平行；

后向投影波数域信号获取模块，用于以x-y平面上的波数大于0为成像聚焦约束条件，利用傅里叶变换和驻相定位原理，将所述球面波信号分解为平面波信号，将所述平面波信号沿z轴方向转换为波数域信号，将所述波数域信号在x-y平面进行后向投影，得到后向投影波数域信号；

三维全聚焦成像模块，用于将所述后向投影波数域信号转化至空间域中得到空间域信号，根据所述发射阵列和所述接收阵列的坐标对所述空间域信号进行误差校正，得到所述被扫描目标的三维全聚焦成像结果。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述球面波信号获取模块用于：

在预设的直角坐标系下，获取近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列的发射阵列的坐标以及对应的发射信号；

获取所述近场毫米波稀疏MIMO扫描阵列的接收阵列的坐标以及被扫描目标坐标，得到所述发射信号经被扫描目标散射后，在接收阵列处的球面波信号。