[发明专利]一种基于电磁场SAR图像处理的标签天线逆向设计方法

说明书

本发明公开了一种基于电磁场SAR图像处理的标签天线逆向设计方法，本发明通过仿真得到不同天线参数下天线的SAR图像，对图像进行图像处理和特征提取，得到表征图像信息的特征参数，利用天线参数与SAR图像特征建立数据库。根据天线参数和SAR图像特征的对应关系以及应用场景中特征参数的选取要求，可以匹配得到相应的天线参数，为天线设计提供一种快速有效的技术方法，本发明的方法弥补了传统方法中计算复杂的缺点，在天线设计领域具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于光电测量技术领域。

背景技术

RFID标签天线是RFID电子标签的应答器天线，一般与芯片组成完整的RFID电子标签应答器。天线通常是限制标签性能的最大障碍，天线性能的好坏决定了标签是否可 以正常工作以及工作距离的远近。天线的目标是传输最大的能量进出标签芯片，因此不 仅需要使天线与相连的标签芯片的匹配，还要仔细调整天线的结构和参数。目前都是通 过正设计设计天线，但正设计优化过程复杂且难以得到良好结果。

发明内容

发明目的：为了解决上述现有技术中存在的问题本发明提供了一种基于电磁场SAR 图像处理的标签天线逆向设计方法。

技术方案：本发明提供了一种基于电磁场SAR图像处理的标签天线逆向设计方法，具体包括如下步骤：

步骤1：根据天线的频段，确定天线的初始参数并生成该天线的SAR图像，将该 SAR图像设置为目标SAR图像；所述天线的初始参数包括天线的类型、臂长和线宽；

步骤2：对步骤1中的目标SAR图像依次进行灰度化处理、中值滤波处理和阈值 分割处理；

步骤3：提取步骤2中处理后的目标SAR图像的边缘轮廓，计算该目标SAR图像 的特征值，所述特征值包括：面积，周长，重心位置和偏心率；

步骤4：基于预设的终止条件依次对天线的任意一个初始参数进行多次修改，修改该参数时其他两个初始参数不变，得到若干组初始参数组；并基于每组初始参数组计算 对应的SAR图像的特征值；建立数据库，将每组初始参数组以及对应的SAR图像的特 征值存入该数据库；

步骤5：计算每组初始参数组对应的天线的增益和损耗，建立SAR图像每个特征值与天线损耗、增益的关系曲线，根据预设的损耗范围，在损耗的关系曲线得到对应范围 内的SAR图像特征值，根据预设的增益的范围，在增益的关系曲线中得到对应范围内 的SAR图像特征值，从而得到若干个SAR图像，计算目标SAR图像与该若干个SAR 图像的距离，选择距离最短的SAR图像，并根据该SAR对应的天线的参数设计天线。

进一步的，所述步骤2中的阈值分割具体为：计算中值滤波后的SAR图像中每个 像素点的灰度值，若该像素点的灰度值大于等于预设的阈值，则将该像素点所在区域设 为目标区域，否则将该像素点所在区域设为背景区域。

进一步的，所述步骤4中预设的终止条件为天线的频段超过步骤1中的频段或者SAR图像每个特征值的变化率都低于5％。

进一步的，所述特征值的计算具体为:

利用以下公式计算面积A：

其中M为SAR图像的长，N为SAR图像的宽，g(x,y)表示在SAR图像中坐标 为(x,y)的像素点的像素值；

重心位置

SAR图像边界使用八向链码M₈表示：

M₈＝Sa₁a₂…a_n,a_i＝0,1,2,…,7,i＝1,2,…,n