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目标物体微波成像以及电磁参数估计方法

2018/5/21    来源:互联网    作者:虞军军  周烨  潘柳燕  曹群生      
关键字:微波成像  电磁参数估计  MLFMM算法  
运用SAR成像原理对近场的金属介质目标进行毫米波成像研究,阐述了基于合成孔径雷达的二维微波成像算法原理,并详尽推导算法的计算方程。

3 成像效果图

    由上图2和图3可以看出,我们分别做了两次仿真,通过efe文件得到我们所需要的散射场数据,基于FEKO的LUA脚本对计算得到的散射场,用成像算法对其进行成像,最终我们所得到的物体的竖直剖面图如下:

相对介电常数为8的竖直剖面图

图4 相对介电常数为8的竖直剖面图

相对介电常数为5的竖直剖面图

图5 相对介电常数为5的竖直剖面图

    上两幅竖直剖面图我们可以看出图像分成三部分,第一部分为最上方的图像,以图4为例,位于图像最上方的为介质物体的表面反射波成像,但是图5的介质体表面反射波较弱,那是因为其本身的相对介电常数不同。第二部分是由金属平板所成的剖面图,由于金属平板是理想导体,全反射,所以强度较大,第三部分是图像最下方的图形,是在介质物体遮盖的那部分金属平板所成的像。

4 相对介电常数估算

    根据我们所成的图像,提取图像强度参数,根据图像强度以及所在位置,我们可以估算出其目标物体的电磁参数。下图为我们提取的图像强度以及位置图:

相对介电常数为8的图像强度提取

图6 相对介电常数为8的图像强度提取

相对介电常数为5的图像强度提取

图7 相对介电常数为5的图像强度提取

    上图不同颜色的线,表示选择在介质板的不同位置进行成像强度提取,纵坐标表示物体的反射强度,横坐标表示所选取的位置,单位是cm,根据最后的计算,我们设置的相对介电常数为8的介质体,最终所测得的相对介电常数为8.39,误差率在5%以内,我们所设置相对介电常数为5的介质体,最终测得的相对介电常数为4.95,误差率在1%左右,可见精确度之高。

5 结论

    本文在使用FEKO仿真软件的基础上,实现了目标物体的微波成像仿真,获得了被测物体的散射场数据,并利用散射场数据对被测物体进行了竖直剖面成像,同时估算了被测物体的电磁参数,且有较高的精确度。也体现出FEKO仿真软件中多层快速多级子算法(MLFMM)的准确性。

责任编辑:程玥
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