李元奇 夏明耀

(1.电子科技大学电子工程学院,成都 611731;2.北京大学信息科学技术学院,北京 100871)

基于频域数据采样和时域信号同步的超宽带时间反转成像

李元奇1夏明耀2

(1.电子科技大学电子工程学院,成都 611731;2.北京大学信息科学技术学院,北京 100871)

提出一种基于频域数据取样和时域信号同步的超宽带(Ultrawideband, UWB)时间反转(Time-Reversal, TR)成像方法. 单个发射机发射UWB脉冲信号到探测区域,时间反转镜(Time Reversal Mirror,TRM)的每个天线单元对散射信号进行细频和粗频数据采样,得到各自单元的频率-频率-多站数据矩阵(individual-FF-MDM). 把所有单元的该矩阵堆砌起来,形成一个全体单元的频率-频率-多站数据矩阵(full-FF-MDM),并对full-FF-MDM进行奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD),得到耦合了目标位置信息的左奇异值向量. 将每一个左奇异值向量变换成时域脉冲回传辐射,则来自TRM各单元的回传辐射信号在相应目标处同时到达波形的最大值,而在非该目标处则不能同时达到最大值. 于是,定义各单元的回传信号乘积作为目标成像函数,可获得良好的横向和纵向分辨率.

频域数据采样;奇异值分解;时间反转成像;时域信号同步

DOI 10.13443/j.cjors.2017020501

引 言

时间反转(Time-Reversal,TR)技术[1]是将时间反转镜(Time Reversal Mirror,TRM)接收到的信号在时序上进行反转(先时刻信号变成后时刻信号,后时刻信号变成先时刻信号),它等效于频域上的共轭,然后将时间反转信号回传辐射以定位目标信号源或者目标散射体. 在无耗时不变媒质中,由于波动方程的互易性,时间反转信号在目标位置能实现时空聚焦. 时间……