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专利名称：一种基于天线阵列的未知目标探测信号基准波形提取方法
技术领域：
本发明属于不可见目标探测技术领域，涉及一种未知目标探测信号基准波形提取 方法。
背景技术：
在天线阵列探测不可见目标(如从体外探测人体内肿瘤)的研究中，通常要分别 对探测区域的两种情况进行信号探测。一次是探测目标存在情况，另一次是探测目标不存 在情况。对天线阵列分别获得的两次探测信号求差，可以得到目标所反映的信号信息。对经 过求差处理过的信号进行图像重构处理可以获得图像来显示目标的存在及位置等信息。其 中目标不存在情况下所获得的探测信号波形为基准波形。虽然此过程在模拟计算及实验阶 段可行，但实际应用时如何获得基准波形成为上述信号处理及成像过程的一个关键问题。

发明内容
本发明的目的是提供一种可用于不可见目标探测中的基准波形提取方法。该种提 取方法无需为获得基准信号波形而另外构建相应的探测模型，只需要对实际的探测区域进 行一次探测既可实现。为此，本发明采用如下的技术方案一种基于天线阵列的未知目标探测信号基准波形提取方法，其特征在于，包括下 列步骤(1)将相同的一组天线按照相同的间隔在一个平面上排列成阵列，每个天线的中 心位于同一条直线上，并且每个天线均垂直于该直线；(2)将这组天线阵列置于探测目标附近；(3)首先由一个天线发射信号，其回波信号被其余所有天线接收，依次由天线阵列 中的其他天线重复上述发射和接收过程；(4)按发射天线与接收天线具有相同间隔的原则对接收信号进行分组，通过对每 个组内的所有信号求平均来提取出具有等效收发天线对的基准信号波形。本发明无需为获得基准信号波形而另外构建相应的探测模型，只需要对实际的探 测区域进行一次探测既可实现，即简单可行而且能获取精确的基准波形。经信号对比和成 像效果验证，采用本发明提出的方法获得的基准信号波形可以替代无目标存在时所对应的 基准波形。利用本发明来提取基准信号波形之后，就可以将基于求差方法的天线阵列探测 目标的技术进行实际应用。


图1采用本发明的基准波形提取方法进行模拟实验的实验装置示意图。图2 (a)和图2(b)为共计12组等效发射-接收组合(E1D2，E2D1，E2D3，E3D2， E3D4，E4D3，E4D5，E5D4，E5D6，E6D5，E6D7，E7D6)所探测到的信号，其中，图 2 (a)对应无目 标存在情况，图2(b)对应有目标存在情况。
图3(a)为以E2D3为例，无目标存在时得到的探测信号与组合1信号的对比。图 3(b)为有目标存在时的信号分别与无目标及组合-1信号相减所获得的信号对比。图4利用本发明的方法获得的基准波形实现的重构图像。
具体实施例方式参见图1，本发明提出的基准波形提取方法，所采用的探测装置为天线阵列，将一 组相同的天线(举例7个)按相同间隔d排列成阵列，采用收发分离发射和接收信号。在 模拟实验装置中，将探测目标置于在一个矩形探测区域的某一个位置，在矩形探测区上部 和下部分别设置一个干扰层，设置干扰层的目的是为了说明此技术在有不同干扰物存在的 条件下，仍然可以有效的把未知目标准确探测出来(例如上部的干扰层为皮肤，下部干扰 层为其他生理组织)。矩形探测区域内的不同物体具有各自的电磁特性参数。在探测过程 中，首先由一个天线发射出超宽带信号，信号源在探测区域经传输所返回的信号被其余所 有天线接收。依次由天线阵列中的其他天线重复上述发射和接收过程。按发射天线与接收 天线具有相同间隔的原则对接收信号进行分组。通过对分组内的所有信号求平均来提取出 具有等效收发天线对的基准信号波形。具有等间隔的发射天线与接收天线分组的分组情况 如表1所示。
权利要求
1. 一种基于天线阵列的未知目标探测信号基准波形提取方法，其特征在于，包括下列 步骤(1)将相同的一组天线按照相同的间隔在一个平面上排列成阵列，每个天线的中心位 于同一条直线上，并且每个天线均垂直于该直线；(2)将这组天线阵列置于探测目标附近；(3)首先由一个天线发射信号，其回波信号被其余所有天线接收，依次由天线阵列中的 其他天线重复上述发射和接收过程；(4)按发射天线与接收天线具有相同间隔的原则对接收信号进行分组，通过对每个组 内的所有信号求平均来提取出具有等效收发天线对的基准信号波形。
全文摘要
本发明属于不可见目标探测技术领域，涉及一种基于天线阵列的未知目标探测信号基准波形提取方法，包括将相同的一组天线按照相同的间隔在一个平面上排列成阵列，每个天线的中心位于同一条直线上，并且每个天线均垂直于该直线；将这组天线阵列置于探测目标附近；首先由一个天线发射信号，其回波信号被其余所有天线接收，依次由天线阵列中的其他天线重复上述发射和接收过程；按发射天线与接收天线具有相同间隔的原则对接收信号进行分组，通过对每个组内的所有信号求平均来提取出具有等效收发天线对的基准信号波形。本发明既即简单可行而且能获取精确的基准波形。
文档编号G01S7/292GK102004240SQ201010518310
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月25日 优先权日2010年10月25日
发明者肖夏 申请人:天津大学