基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法及装置与流程

本发明涉及雷达
技术领域：
，更具体的，涉及一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法及装置。
背景技术：
：雷达成像(radarimaging)技术是雷达发展史上的一个飞跃，其拓展了雷达最初的检测(detection)和测距(ranging)的功能，使得雷达能利用获取的电磁散射信息，获得对场景的全景雷达图像。合成孔径雷达(sar)虽然具有较高的方位向分辨率，但其重访周期长，在需要长时间连续凝视观测和成像的场景下，存在不可避免的先天劣势。传统的实孔径雷达凝视成像，其角度分辨率受实际天线阵列孔径限制，限制了其在实际中的应用。微波凝视关联成像因为具有超越实孔径雷达成像分辨率极限以及快速成像的优点，在最近几年取得了较快的发展。该成像方法的核心是构造一个具有时空两维随机特性的辐射场照射目标区域，使位于不同位置的目标散射独立的时变的回波，最后对回波和预置的辐射场进行关联处理得到反演图像。将微波凝视关联成像应用于大场景成像时，成像区域的面积为公里或者几十公里量级，分辨率要求一般为米级或分米级，因此对成像区域进行离散化处理时，需要进行细密的网格划分。现有的关联成像重建方法把二维场景各网格点处的辐射场和目标后向散射系数都串接成一维向量，此时观测矩阵和待重建的目标信息尺寸非常大，重建该大尺寸的目标非常耗时，此外，大尺寸观测矩阵需要占据较大的存储空间，对计算机内存容量也有较高要求。由于需要较长的重建时间和较大的内存空间，所以采用现有的关联成像方法高质量地重建较大的成像场景非常困难。技术实现要素：鉴于此，本发明提供了一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法及装置，解决了微波凝视关联成像技术中需要较长的重建时间和较大的内容空间的问题。为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了如下技术方案：一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法，包括：控制天线辐射阵列的各个天线辐射单元同步发射时空正交、独立的随机窄脉冲信号；将所述天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向分割成多个条带，所述天线辐射阵列在每个所述条带内形成的时空随机辐射场与相应条带内的观测目标相互作用形成各个条带的脉冲回波；将每个所述脉冲回波划分为多个回波距离门，将每个回波距离门划分为多个回波亚门，在每个所述回波距离门内的特定回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值；利用每个所述条带的时空随机辐射场及对应的多组回波采样值，构造并求解每个所述条带的关联成像方程，得到每个所述条带的成像结果；对各个所述条带的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果。优选的，所述天线辐射阵列中各个天线辐射单元均匀分布但不限于均匀分布，所述天线辐射单元的位置为n＝1,...,n，n为所述天线辐射单元数量的总和，单点接收机的位置为各个所述天线辐射单元同步发射随机跳频但不限于随机跳频的窄脉冲信号，第n个所述天线辐射单元的发射信号表示为：其中，fnl为第n个所述天线辐射单元的第l个脉冲的发射频率，l＝1,...,l，l为总脉冲个数，τ为窄脉冲持续时间，tp为脉冲间隔，tp＞tmin+τ+δτ，其中，δτ为窄脉冲回波的展宽时间，δτ＝2(rmax-rmin)/c＝tmax-tmin≈2wsinθ/c，rmax、rmin分别为所述天线辐射阵列到所述成像区域远端和近端的距离，c＝3×108m/s，w为成像区域距离向宽度，θ为所述天线辐射阵列相对于所述成像区域的斜下视角。优选的，所述将所述天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向上分割成多个条带，包括：根据窄脉冲雷达的距离门特征，将所述天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向上划分成多个不同的条带，持续时间τ的脉冲覆盖的条带宽度为w＝cτ/2sinθ，条带数为k＝[w/w]＝[2wsinθ/cτ]，[x]为向上取整函数，c＝3×108m/s；对所述成像区域进行空间离散化处理，将每个所述条带划分为m个网格，m＝p×q，p为所述成像区域方位向分辨单元数，q为所述条带距离向分辨单元数，ρa、ρr分别为所述成像区域方位向和距离向离散化的网格间距，第k个所述条带内的第j个网格点中心的位置记为所述位置的目标后向散射系数为观测区域的第k个条带表示为优选的，所述天线辐射阵列在每个所述条带内形成的时空随机辐射场与相应条带内的观测目标相互作用形成各个条带的脉冲回波，具体为：每个所述天线辐射单元产生的随机信号形成的时变随机场在波束覆盖的各个所述条带内进行叠加，合成时、空两维随机辐射场，第k(k＝1,2,...,k)个所述条带内的任意一点处的入射场为：所述入射场与所述观测目标相互作用形成的散射场经过自由空间中的第二次传播到达接收机，对于空间位置为的接收机收到的第k个条带的脉冲回波为：定义到达所述接收机的修正辐射场,第k(k＝1,2,...,k)个所述条带内的任意一点处的修正辐射场可以表示为：所述第k个条带的散射回波与修正辐射场具有如下关系：优选的，所述将每个所述脉冲回波划分为多个回波距离门，将每个回波距离门划分为多个回波亚门，在每个所述回波距离门内的特定回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值，包括：将第l(l＝2,3,...,l)个所述随机窄脉冲信号的回波波至点(l-1)tp+(τk,j)min在时间轴上左移(l-1)tp，以便将各个窄脉冲回波对齐，其中，k＝1,2,...,k，j＝1,2,...,m；将对齐后的每个所述窄脉冲回波划分为多个回波距离门，将每个回波距离门划分为多个回波亚门，每个所述条带在距离向待分辨的离散分辨单元数为q，即，每个所述条带含有q个宽度为ρr的子条带，每个所述子条带对应的回波亚门宽度为δ＝2ρrsinθ/c，每个所述回波距离门宽度为τ；在对齐后的每个所述回波距离门内的特定回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值。优选的，所述在对齐后的每个所述回波距离门内的特定回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值，满足以下两种采样策略中的任意一种：采样策略一：当相邻条带间不存在交叠时，在对齐后的每个所述窄脉冲回波的每个回波距离门内的最后一个回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值，第l个所述窄脉冲回波的第k个距离门内的采样时刻tl,k满足τ*k-δ＜tl,k＜τ*k；采样策略二：当相邻条带距离向交叠q(q＝1,2,...,q-1)个子条带时，第l个所述窄脉冲回波的第k个采样时刻tl,k满足tl,k＝tl,1+δt×(k-1)，其中，tl,1为第l个所述窄脉冲回波的第一个距离门内的采样时刻，τ-δ＜tl,1<τ，δt为采样间隔，δt＝τ-δ×q。优选的，所述利用每个所述条带的时空随机辐射场及对应的多组回波采样值，构造并求解每个所述条带的关联成像方程，得到每个所述条带的成像结果，包括：对每个所述条带的接收回波进行时、空离散化后，得到每个所述条带的回波采样值矩阵对每个所述条带的时空随机辐射场进行时、空离散化后，得到每个所述条带的观测矩阵根据每个所述条带的观测矩阵及对应的回波采样值矩阵构建每个所述条带的关联成像方程：即基于预设的关联成像算法和每个所述条带的关联成像方程，计算每个所述条带内目标散射系数的反演值并将所述目标散射系数的反演值作为相应条带的成像结果，其中，为所述预设的关联成像算法的算符。可选的，当所述方法满足所述采样策略一，相邻条带间不存在交叠时，所述对各个所述条带的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果，具体为：直接对各个所述条带的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果。可选的，当所述方法满足所述采样策略二，相邻条带距离向交叠1个)子条带时，所述对各个所述条带的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果，包括：获取所述成像区域中每组相邻条带间的重叠区域；对所述成像区域中重叠区域外的成像结果不做任何处理直接保留，对每组相邻条带中的两个相邻条带中重叠区域内的成像结果进行加权求和处理，得到相应重叠区域内的反演结果，并将所述反演结果作为所述重叠区域内的成像结果，具体为：其中，s1和s2分别为相邻的两个条带，和分别为相邻两个条带s1和s2在位置处的目标反演结果，为重叠区域中处的目标反演结果，w1和w2分别为相邻两个条带s1和s2反演图像中重叠区域对应的加权系数，并且满足w1+w2＝1、w1,w2∈(0,1)；对所述成像区域中重叠区域外的成像结果与各个所述重叠区域内的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果。一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像装置，包括：控制单元，用于控制天线辐射阵列的各个天线辐射单元同步发射时空正交、独立的随机窄脉冲信号；分割单元，用于将所述天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向分割成多个条带，所述天线辐射阵列在每个所述条带内形成的时空随机辐射场与相应条带内的观测目标相互作用形成各个条带的脉冲回波；采样单元，用于将每个所述脉冲回波划分为多个回波距离门，将每个回波距离门划分为多个回波亚门，在每个所述回波距离门内的特定回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值；构造单元，用于利用每个所述条带的时空随机辐射场及对应的多组回波采样值，构造并求解每个所述条带的关联成像方程，得到每个所述条带的成像结果；拼接单元，用于对各个所述条带的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果。相对于现有技术，本发明的有益效果如下：本发明提供的基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法及装置，辐射阵列的各天线同步发射时空正交、独立的随机窄脉冲信号，将天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向上分割成多个宽度为距离门的条带；天线辐射阵列在每个所述条带内形成的时空随机辐射场与相应条带内的观测目标相互作用形成各个条带的脉冲回波；将每个脉冲回波划分多个距离门和回波亚门，在每个距离门内的特定回波亚门内采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值；利用每个条带的时空随机辐射场及对应的多组回波采样值，构造并求解各条带的关联成像方程，得到各条带区域的成像结果；在条带拼接时，选择图像融合方法使相邻条带平滑过渡，得到成像区域的整体反演结果。本发明提供的基于条带分割和数据融合的关联成像方法，因每次处理的单个条带的关联成像方程规模较小，因此可以实现快速成像。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本发明实施例公开的一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法流程图；图2为本发明实施例公开的窄脉冲回波对齐及距离门划分示意图；图3为本发明实施例公开的一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法子流程图；图4为本发明实施例公开的条带拼接方法示意图；图5为本发明实施例公开的一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法成像场景示意图；图6为本发明实施例公开的仿真目标模型示意图；图7为本发明实施例公开的成像时间随划分条带数目的变化关系示意图；图8为本发明实施例公开的不划分条带时目标模型恢复图像示意图；图9为本发明实施例公开的划分条带数为8时条带间无交叠时恢复图像示意图；图10为本发明实施例公开的脉冲宽度τ＝70ns、条带间有交叠时恢复图像示意图；图11为本发明实施例公开的一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像装置结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1，本实施例公开了一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法，具体包括以下步骤：s101：控制天线辐射阵列的各个天线辐射单元同步发射时空正交、独立的随机窄脉冲信号；需要说明的是，所述天线辐射阵列中各个天线辐射单元均匀分布但不限于均匀分布，所述天线辐射单元的位置为n＝1,...,n，n为所述天线辐射单元数量的总和，单点接收机的位置为各个所述天线辐射单元同步发射随机跳频但不限于随机跳频的窄脉冲信号，第n个所述天线辐射单元的发射信号表示为：其中，fnl为第n个所述天线辐射单元的第l个脉冲的发射频率，l＝1,...,l，l为总脉冲个数，τ为窄脉冲持续时间，tp为脉冲间隔，tp＞tmin+τ+δτ，其中，δτ为窄脉冲回波的展宽时间，δτ＝2(rmax-rmin)/c＝tmax-tmin≈2wsinθ/c，rmax、rmin分别为所述天线辐射阵列到所述成像区域远端和近端的距离，c＝3×108m/s，w为成像区域距离向宽度，θ为所述天线辐射阵列相对于所述成像区域的斜下视角。s102：将所述天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向上分割成多个条带，所述天线辐射阵列在每个所述条带内形成的时空随机辐射场与相应条带内的观测目标相互作用形成各个条带的脉冲回波；具体的，根据窄脉冲雷达的距离门特征，将所述天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向划分成多个不同的条带，持续时间τ的脉冲覆盖的条带宽度为w＝cτ/2sinθ，条带数为k＝[w/w]＝[2wsinθ/cτ]，[x]为向上取整函数，c＝3×108m/s；对所述成像区域进行空间离散化处理，将每个所述条带划分为m个网格，m＝p×q，p为所述成像区域方位向分辨单元数，q为所述条带距离向分辨单元数，ρa、ρr分别为所述成像区域方位向和距离向离散化的网格间距，第k个所述条带内的第j个网格点中心的位置记为所述位置的目标后向散射系数为观测区域的第k个条带表示为当网格划分得足够小时，可以用网格中心位置的目标散射系数来近似整个网格。n个天线辐射单元产生的随机信号在远区形成的时变随机场在波束覆盖的各条带内进行叠加，合成时、空两维随机辐射场，第k(k＝1,2,...,k)个条带内的任意一点处的入射场为：其中，为自由空间的标量格林函数，假设发射天线是理想点源，传播空间为真空，可以表示为：其中，δ为狄克拉函数。入射场与目标相互作用形成的散射场经过自由空间中的第二次传播到达接收机，对于空间位置为的接收机，其收到的第k个条带的回波为：考虑到所述天线辐射阵列发射的辐射场经过辐射天线单元到目标再到接收机的双程自由空间传播后，定义到达所述接收机的修正辐射场,第k(k＝1,2,...,k)个条带内的任意一点处的修正辐射场可以表示为：基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法，各条带内修正后的时空随机辐射场与目标相互作用，形成各个条带的散射回波，第k个条带的散射回波与修正辐射场具有如下关系：s103：将每个所述脉冲回波划分为多个回波距离门，将每个回波距离门划分为多个回波亚门，在每个所述回波距离门内的特定回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值；不同于传统的距离门为距离向的最小分辨单元，每个回波距离门内仅包含距离向一个分辨单元的信息，在本实施例公开的基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法中，每个条带在距离向待分辨的离散分辨单元数为q，即每个条带含有q个宽度为ρr的子条带，子条带对应的回波亚门宽度为δ＝2ρrsinθ/c，该情况下，每个回波采样值包含的信息是q个子条带中分辨单元信息的耦合。从图2可以看出q＝3时各回波距离门内距离向回波信息情况，图中每个回波距离门内包含3个宽度为δ＝2ρrsinθ/c的回波亚门，第二个回波距离门的最后一个回波亚门内的回波采样值是子条带4、5、6回波信息的耦合结果，这些子条带位于成像区域的第二个条带内，对于耦合在一起的子条带4、5、6的信息，通过后期的关联处理可以实现单个分辨单元的分辨。s103的具体执行过程如下：将第l(l＝2,3,...,l)个所述随机窄脉冲信号的回波波至点(l-1)tp+(τk,j)min在时间轴上左移(l-1)tp，以便将各个窄脉冲回波对齐，其中，k＝1,2,...,k，j＝1,2,...,m；将对齐后的每个所述窄脉冲回波划分为多个回波距离门，将每个回波距离门划分为多个回波亚门，每个所述条带在距离向待分辨的离散分辨单元数为q，即，每个所述条带含有q个宽度为ρr的子条带，每个所述子条带对应的回波亚门宽度为δ＝2ρrsinθ/c，每个所述回波距离门宽度为τ，；在对齐后的每个所述回波距离门内的特定回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值。需要说明的是，本实施例公开了两种采样策略，所述在对齐后的每个所述回波距离门内的特定回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值，满足以下两种采样策略中的任意一种：采样策略一：当相邻条带间不存在交叠时，在对齐后的每个所述窄脉冲回波的每个回波距离门内的最后一个回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值，第l个所述窄脉冲回波的第k个距离门内的采样时刻tl,k满足τ*k-δ＜tl,k＜τ*k；采样策略二：当相邻条带距离向交叠q(q＝1,2,...,q-1)个子条带时，第l个所述窄脉冲回波的第k个采样时刻tl,k满足tl,k＝tl,1+δt×(k-1)，其中，tl,1为第l个所述窄脉冲回波的第一个距离门内的采样时刻，τ-δ＜tl,1<τ，δt为采样间隔，δt＝τ-δ×q。s104：利用每个所述条带的时空随机辐射场及对应的多组回波采样值，构造并求解每个所述条带的关联成像方程，得到每个所述条带的成像结果；请参阅图3，s104的执行过程如下：s201：对每个所述条带的接收回波进行时、空离散化，得到每个所述条带的回波采样值矩阵其中，l为发射窄脉冲个数，tk,l为第k个条带在第l个脉冲回波中对应的回波采样时刻，表示第l个脉冲回波中第k个条带的回波采样值。s202：对每个所述条带的时空随机辐射场进行时、空离散化后，得到每个所述条带的观测矩阵其中，所述观测矩阵的第l行代表第l个随机窄脉冲作用在的第k个所述条带内的m个网格点处的修正辐射场向量，第m列表示第k个条带内的第m个网格点在第l个采样时刻的修正辐射场向量。s203：根据每个所述条带的观测矩阵及对应的回波采样值矩阵构建每个所述条带的关联成像方程：所述关联成像方程具体为：s204：基于预设的关联成像算法和每个所述条带的关联成像方程，计算每个所述条带内目标散射系数的反演值并将所述目标散射系数的反演值作为相应条带的成像结果，其中，为所述预设的关联成像算法的算符。需要说明的是，所述预设的关联成像算法可以为一阶场强关联或高阶场强关联算法，满足目标稀疏条件下的最优化算法有基追踪(bp)算法、正交匹配追踪(omp)算法、稀疏贝叶斯学习(sbl)等，具体算法内容在此不作赘述。s105：对各个所述条带的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果。需要说明的是，本实施例公开的基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法，当相邻条带间不存在重叠区域时，依据采样策略一进行采样：在对齐后的每个所述窄脉冲回波的每个回波距离门内的最后一个回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值，第l个所述窄脉冲回波的第k个距离门内的采样时刻tl,k满足τ*k-δ＜tl,k＜τ*k。在条带拼接时，直接对各个所述条带的成像结果进行拼接，即可得到所述成像区域的整体成像结果，拼接示意图如图4(a)所示。为了使条带在拼接时平滑过渡，也可以让划分的相邻条带间存在交叠，当相邻条带距离向交叠q(q＝1,2,...,q-1)个子条带时，依据上述采样策略二进行采样：第l个所述窄脉冲回波的第k个采样时刻tl,k满足tl,k＝tl,1+δt×(k-1)，其中，tl,1为第l个所述窄脉冲回波的第一个距离门内的采样时刻，τ-δ＜tl,1<τ，δt为采样间隔，δt＝τ-δ×q，此时，每个回波距离门内可能不止一个采样点。在条带拼接时，可以采用但不限于加权平均的图像融合方法进行处理。采用加权平均的图像融合方法进行处理时，所述对各个所述条带的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果，包括：获取所述成像区域中每组相邻条带间的重叠区域；对所述成像区域中重叠区域外的成像结果不做任何处理直接保留，对每组相邻条带中的两个相邻条带中重叠区域内的成像结果进行加权求和处理，得到相应重叠区域内的反演结果，并将所述反演结果作为所述重叠区域内的成像结果，具体为：其中，s1和s2分别为相邻的两个条带，和分别为相邻两个条带s1和s2在位置处的目标反演结果，为重叠区域中处的目标反演结果，w1和w2分别为相邻两个条带s1和s2反演图像中重叠区域对应的加权系数，并且满足w1+w2＝1、w1,w2∈(0,1)；对所述成像区域中重叠区域外的成像结果与各个所述重叠区域内的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果。拼接示意图如图4(b)所示。需要说明的是，平均值法为上述加权求和处理的一个特例，即w1＝w2＝0.5，平均值法保持重叠区域外的反演结果不变，将重叠区域内的反演结果求平均作为重叠区域新的值，相对于上述加权求和处理，平均值法的优势是计算简单，运算速度快。本实施例提供的基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法，辐射阵列的各天线同步发射时空正交、独立的随机窄脉冲信号，将天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向上分割成多个宽度为距离门的条带；天线辐射阵列在每个所述条带内形成的时空随机辐射场与相应条带内的观测目标相互作用形成各个条带的脉冲回波；将每个脉冲回波划分多个距离门和多个回波亚门，在每个距离门内的特定回波亚门内采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值；利用每个条带的时空随机辐射场及对应的多组回波采样值，构造并求解各条带的关联成像方程，得到各条带区域的成像结果；在条带拼接时，选择图像融合方法使相邻条带平滑过渡，得到成像区域的整体反演结果。该基于条带分割和数据融合的关联成像方法，因每次处理的单个条带的关联成像方程规模较小，因此可以快速成像。下面结合具体成像场景，对实施例公开的基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法的原理和效果作详细描述，但是，不应以此限定本发明的实际应用以及保护范围。成像场景如图5所示，系统参数如表1所示，目标模型如图6所示。表1仿真条件参数设置系统参数参数设置天线辐射阵列口径大小d1.5m×1.5m天线辐射单元个数n25成像平面s与天线辐射阵列平面的垂直距离h＝350m天线辐射阵列平面对成像区域的斜下视角θ＝45°二维成像区域面积w×w120m×120m成像区域网格划分个数40×40＝1600网格间距ρa＝ρr3m发射信号形式随机跳频发射信号脉冲间隔tp＝2us信号跳频带宽b＝500mhz发射信号载频f010ghz为了说明实施例公开的基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法的有效性，恢复图像质量评价标准为恢复图像的信噪比，计算方法如下：其中，p、q分别为成像区域方位向和距离向离散网格点数，σ(ri,j)，分别为原始目标信息和反演目标信息在点ri,j处的值。仿真内容在上述仿真条件下，进行如下仿真：仿真1，条带间无交叠时关联成像仿真：仿真参数如表2所示，条带回波采样时刻位于每个回波距离门内的最后一个回波亚门内，此时成像区域划分的条带间无交叠，每个距离门内只有一个采样点，整体反演图像由各条带反演结果直接拼接得到。表2条带间无交叠时仿真参数设置脉冲宽度τ/ns划分条带数k条带内分辨单元数m脉冲数l5601160020002802800100014044005007082002505610160200通过仿真，图7给出了成像时间随划分条带数量变化的曲线图，图8和图9分别是不划分条带和划分条带数为8时的目标恢复图像。从仿真结果可以看出，随着划分条带数的增加，成像时间快速减少，相比于不划分条带，划分条带后，成像质量也得到提高，该结果验证了基于条带分割的快速关联成像方法的有效性。仿真2，条带交叠的数据融合关联成像仿真：仿真参数如表3所示，划分条带时，相邻条带距离维交叠两个子条带，交叠部分的离散分辨单元个数为40×2＝80，此时，回波采样间隔取δt＝τ-δ×2＝τ-28ns，其中δ＝2ρrsinθ/c≈14ns，采用平均值法对条带进行拼接。表3条带交叠时仿真参数设置通过仿真，图10给出了脉冲宽度τ＝70ns且相邻条带间有交叠时的目标模型恢复图像。从仿真结果可以看出，与条带间无交叠时关联成像仿真结果相比，条带交叠的数据融合关联成像可以提高成像质量，该结果验证了本文所提的基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法的有效性。请参阅图11，基于上述实施例公开的基于条带分割和数据融合的快速关联成像方法，本实施例对应公开了一种基于条带分割和数据融合的快速关联成像装置，包括：控制单元101，用于控制天线辐射阵列的各个天线辐射单元同步发射时空正交、独立的随机窄脉冲信号；分割单元102，用于将所述天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向上分割成多个条带，所述天线辐射阵列在每个所述条带内形成的时空随机辐射场与相应条带内的观测目标相互作用形成各个条带的脉冲回波；采样单元103，用于将每个所述脉冲回波划分为多个回波距离门和多个回波亚门，在每个所述回波距离门内的特定回波亚门内进行采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值；构造单元104，用于利用每个所述条带的时空随机辐射场及对应的多组回波采样值，构造并求解每个所述条带的关联成像方程，得到每个所述条带的成像结果；拼接单元105，用于对各个所述条带的成像结果进行拼接，得到所述成像区域的整体成像结果。本实施例提供的基于条带分割和数据融合的快速关联成像装置，辐射阵列的各天线同步发射时空正交、独立的随机窄脉冲信号，将天线辐射阵列的斜下视方向的成像区域在距离向上分割成多个宽度为距离门的条带；天线辐射阵列在每个所述条带内形成的时空随机辐射场与相应条带内的观测目标相互作用形成各个条带的脉冲回波；将每个脉冲回波划分多个回波距离门，同时将每个回波距离门划分为多个回波亚门，在每个回波距离门内的特定回波亚门内采样，得到与各个所述条带相对应的多组回波采样值；利用每个条带的时空随机辐射场及对应的多组回波采样值，构造并求解各条带的关联成像方程，得到各条带区域的成像结果；在条带拼接时，选择图像融合方法使相邻条带平滑过渡，得到成像区域的整体反演结果。本实施例公开的基于条带分割和数据融合的关联成像装置，因每次处理的单个条带的关联成像方程规模较小，因此可以实现快速成像。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12