CN114355342B 一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像方法 （中国科学技术大学）

一种基于反射式极化转换超表面的微波凝本发明公开了一种基于反射式极化转换超随机辐射线极化天线阵列在天线波束覆盖区域趣待成像目标表面贴敷的反射式极化转换超表型，采集设定交叉极化反射系数的散射回波信制微波凝视关联成像实验中背景杂波和收发天2布设微波随机辐射线极化天线阵列在天线波束覆盖区域内形成线极化时空两维随机基于关联成像模型，采集设定交叉极化反射系数的散射回波信号所述反射式极化转换超表面结构与线极化时空两维随机辐射场相所述位于设定收发角的接收机交叉极化接收天线接收交叉极化散射场的信目标分辨单元的位置矢量相对于接收天线的相位中心位置矢量的空间方向单位矢量；机辐射线极化天线阵列的线极化天线单元数目，s')表示第i个线极化天线单元发射相互2.根据权利要求1所述的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像方法，所述微波随机辐射线极化天线阵列包括M个线极化天线单元，第i个线3射相互正交的随机信号为s'c),在t时刻，形成的照射在天线波束覆盖区域的线极化时空两维随机辐射场E"(,)表征为：离散网格分辨单元的位置矢量，j＝1,...,3.根据权利要求1所述的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像方法，4.根据权利要求3所述的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像方法，5.根据权利要求1所述的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像方法，将线极化天线单元的发射天线和接收机交叉极化接收天线分别连接在矢量网络分析转换超表面结构的夹角，矢量网络分析仪扫描工作频段内各个频点的交叉极化反射系数，选取保持交叉极化反射系数在设定值以上的夹角变化范围作为线极化天线单元的发射天线和接收机交叉极化接收天线的宽收发角。6.根据权利要求1所述的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像方法，将线极化天线单元的发射天线和接收机交叉极化接收天线分别连接在矢量网络分析叉极化反射系数大于设定值的频段作为设定交叉极化反射系数7.根据权利要求1所述的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像方法，其特征在于，位于设定收发角的接收机交叉极化接收天线相位中心位置处的总电磁场Esca4(t)包括：交叉极化散射场背景区域内散射的同极化散射场e"(.7),以及收发天线阵列的线极化天线单元数目，s')表示第i个线极化天线单元发射相互正交的随机信化天线单元的方向图函数，为相对于的空间方向单位矢量；l＝1,...,8.根据权利要求1或6所述的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像方在不同采样时刻t，将采集的设定交叉极化反射系数的散射回波信号sh(),与相应时),5隔离引起的副瓣泄漏问题，接收天线接收到的回波信息中混杂了背景散射回波和泄漏波，[0005]本发明的目的是提供一种基于反射式极化转换超表面的[0008]布设微波随机辐射线极化天线阵列在天线波束覆盖区域内形成线极化时空两维6[0013]图1为本发明实施例提供的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像[0014]图2为本发明实施例提供的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像[0015]图3为本发明实施例提供的贴敷在工字形状成像目标表面的反射式极化转换超表[0017]图5为本发明实施例提供的电磁波垂直反射式极化转换超表面入射时的同极化反射系数Rxx和交叉极化反射系数Rxy随频率[0018]图6为本发明实施例提供的不同入射电磁波角度下的反射式极化转换超表面的交[0019]图7为本发明实施例提供的电磁波垂直反射式极化转换超表面单元入射时的同极化反射系数Rxx和交叉极化反射系数Rxy[0020]图8为本发明实施例提供的在工字形状成像目标表面贴敷与未贴敷反射式极化转换超表面的波凝视关联成像方法反演的目标图7[0025]下面对本发明所提供的一种基于反射式极化转换超表面的微波凝视关联成像方[0027]步骤1、布设微波随机辐射线极化天线阵列在天线波束覆盖区域内形成线极化时随机辐射天线阵列发射的同极化电磁波转化为接收机天线图2所示场景以具体实施例对本发明实施例所提供的一种基于反射式极化转换超表面的微8射相互正交的随机信号为s'(),在t时刻，形成的照射在天线波束覆盖区域的线极化时空i(.)表示第i个线极化天线单元的方向图函数换超表面贴敷在工字形状成像目标表面，贴敷在工字形状成像目标的超表面整体尺寸包向按周期W＝6mm紧密排列形成超表面阵列。9总电磁场Esca(t)包括：交叉极化散射场背景区域内散射的同极化散射场ey"(.7),极化天线阵列的线极化天线单元数目，s')表示第i个线极化天线单元发射相互正交的随示感兴趣待成像目标区分辨单元网格数，分别为第k个成像目标分辨单元的位为相对于的空间方向单位矢量；l＝1,...,Ω”,Ω”表示背景区域分辨单元网格数，[0053]本发明实施例中，所述接收机交叉极化接收天线位于的范围作为线极化天线单元的发射天线和接收机交叉极化接收天线的散射场的信号，即交叉极化散射回波信号而同极化的背景杂波散射场和收发泄漏波电磁场均被有效抑制；接收的交叉极化散射回波信号sc)表示为：成像目标分辨单元的位置矢量相对于接收天线的相位中心位置矢量的空间极化反射系数和交叉极化反射系数随频率的变化。从图中可以明显看出在5-10.8GHz频段定交叉极化反射系数的散射回波信号s(),与相应时刻的、预置的线极化时空两维随机辐任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术