CN102313885B - 多维度微波成像系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多维度微波成像系统及方法，涉及微波成像技术，根据所需要获取的被观测对象多维信息，联合分辨率、工作频率、极化方式、观测角度和观测时相等多个维度，配置多参数雷达硬件，获取被观测对象的多维度微波成像回波数据，建立多维度微波成像信号模型，通过多变量成像处理和信息提取，获得被观测对象的多维信息。本发明从需要获取的被观测对象信息出发，根据已有的先验信息和需要获取的被观测对象信息进行成像雷达系统配置获取数据，实现雷达系统的优化配置和提升系统对被观测对象的多维描述能力。

Description

多维度微波成像系统及方法

技术领域

本发明涉及微波成像技术领域，特别是一种多维度微波成像系统及方法。

背景技术

微波成像技术是以微波谱段的电磁波作为探测手段，利用微波成像传感器获取观测对象散射特征和相关信息的信息获取技术。与传统的光学成像相比，微波成像不受日照和天气条件的限制，能够全天时、全天候对目标或场景进行观测，已发展成为资源勘察、环境监测和灾害评估等的重要手段，是二十一世纪最具发展潜力的战略高技术领域之一，是国家综合竞争力的具体体现。世界各发达国家竞相研制了不同类型的微波成像系统，如干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar，简称InSAR)和极化干涉合成孔径雷达(Polarimetric Interferometric Synthetic ApertureRadar，简称PolInSAR)等先进的微波成像系统。

微波成像的发展大致经历了以下几个重要发展期：第一阶段主要是在空间维度从一维到二维成像，发展到三维高程测量。1951年美国的CarlWiley首先提出频率分析方法改善雷达角分辨率，从而使得对观测区域的大面积二维成像成为可能。1969年，Rogers等人提出将雷达干涉技术应用于金星表面观测。1974年，美国航空航天局(NASA)利用机载SAR系统首次对地球地形进行了雷达干涉测量，从而使得二维微波成像技术开始向三维高程测量发展。从1996年到2001年，美国启动“航天飞机雷达地形测量任务”(SRTM)计划，利用“奋进号”航天飞机完成了约占全球80％陆地面积的测绘，经处理可制成数字高程模型和三维地形图。

第二阶段重点是单一维度的延伸。主要包括分辨率、波段、极化、角度等。分辨率由几十米达到米级直至达到目前的分米级，如德国的PAMIRSAR、法国ONERA的RAMSES系统以及美国的MinSAR等先进机载SAR系统的分辨率已达到0.1m；波段由微波波段向低波段和太赫兹(THz)扩展；极化由单极化向多极化到全极化的发展，如日本的星载全极化SAR系统ALOS/PALSAR、德国全极化SAR系统TerraSAR-X和加拿大的RADARSAT-2等，极化SAR技术已成为全球环境监测和地表测绘的重要手段之一；角度维通过多通道或多相位中心实现双/多基和多通道微波成像等。

可以看到，一方面，微波成像自身持续、迅猛的发展不断推动着微波成像理论的探索和关键技术的研究。随着微波成像技术的发展及其应用需求的推动，数据获取方式日臻多样化，逐步由单波段、单极化、单角度等发展到多分辨率、多频率、多极化、多角度和多时相等获取方式，迫切需要联合分辨率、频率、极化、角度、时相等多个维度对观测对象(场景和目标)的几何特征和物理特性进行综合描述。已有单一维度微波成像的适用性受到限制。另一方面，重大应用需求对未来微波成像理论和方法提出了更高的要求。高精度地形测绘、海洋复杂环境观测以及森林资源与生态质量动态监测等重大应用需求依靠传统的单一维度微波成像的方式已不能满足需要。

为进一步探索新的微波成像体制，发展新的微波系统，解决微波成像定量化遥感应用面临的严峻挑战，德国DLR(德国宇航中心)目前正在研制新一代微波成像雷达F-SAR，旨在进一步推动微波成像技术的发展，该雷达系统工作在P、L、S、C和X波段，可实现同时全极化数据获取和单航过X和S波段极化干涉。尽管该雷达系统设计思想十分先进，但是不能结合不同应用，完成微波成像信号形式、分辨率、频率、极化方式和角度等雷达参数的灵活选择，尚未实现考虑被观测对象特征和面向多种应用的微波成像信号处理与信息提取。

国内各研究所和高校在微波成像雷达及其方法方面开展大量的工作，但目前尚未研制出针对多种应用类型的微波成像系统。随着系统发展水平的提高，进一步从应用出发，考虑被观测对象不同散射机理的微波成像系统及方法显得十分必要。

综上所述，现有的微波成像雷达侧重于数据获取，通过已有的特定波段成像雷达获取海量数据，而后通过成像处理获得相应的微波图像，在此基础上，开展针对特定应用的参数反演等，缺乏了被观测对象信息与雷达参数之间的有机结合，不能实现雷达系统、成像处理和应用的有效联合，损失或不具备获取不同被观测对象信息的能力。

同时，现有的微波成像雷达模式固化，对目标和环境的适应能力差，不能实现雷达在与被观测对象的交互作用中进行学习，使得雷达不能根据需要获取的信息及时做出反应，从而不能使雷达系统在发射、环境、接收、处理和信息提取之间形成反馈回路，很难有效及时的获取所需要的被观测对象信息。因此，可以预见，未来微波成像将会出现其它两维度、甚至更多维度的结合，多维度微波成像系统是未来微波成像领域发展的一个趋势。

发明内容

本发明的目的在于针对目前微波成像发展趋势和应用需求，提供一种多维度微波成像系统及方法，给出了系统的组成和工作流程，以适用于微波成像系统研制与应用，充分发挥多维度优化组合数据获取与处理的优势，采用多参数雷达，应用多变量信号成像处理和信息提取方法，获取所需要的被观测对象多维信息。

为了实现所述目的，本发明的技术解决方案是：

一种多维度微波成像系统，为多参数雷达系统；其包括信息获取类型选择单元、定时与设备连接控制单元、雷达波形设置单元、信号带宽设置单元、工作频率设置单元、极化方式选择单元、观测角度选择单元、射频单元、高功率放大单元、天线单元、数字单元、姿态测量与运动补偿单元、数据传输单元、电源单元、多变量成像处理单元、信息显示单元和信息反馈单元，其中，射频单元、高功率放大单元、天线单元中的发射天线和数字单元组成多维度微波成像发射系统，射频单元、高功率放大单元、天线单元中的接收天线和数字单元组成多维度微波成像接收系统，发射系统和接收系统位于同一平台，或位于不同平台。

所述的多维度微波成像系统，其所述天线单元中的发射天线和接收天线为共用一个天线，位于同一幅天线的不同位置，或为多个发射或接收天线。

所述的多维度微波成像系统，其所述信息获取类型选择单元、定时与设备连接控制单元和信息显示单元；其中，信息获取类型选择单元，为软件系统，或为硬件控制系统，或为软件系统和硬件系统的组合，输入信息为用户需求，输出为采用特定信号形式、工作频率、极化方式、观测角度、分辨率、观测时相和运动轨迹的雷达硬件连接方案和雷达平台的运动轨迹，该输出方案通过信息获取类型选择单元界面进行手动修改；定时与设备连接控制单元，包括产生其它单元所需的各种定时脉冲，管理多维度微波成像系统所需的各种射频单元、高功率放大单元、数字单元和数据传输单元，输入信息为雷达硬件连接方案，通过定时与设备连接控制单元完成各部分之间的连接，该连接通过控制系统自动连接，或进行手动连接；信息显示单元，对成像处理后的微波图像和被观测对象信息提取结果进行显示。

所述的多维度微波成像系统，其所述多参数雷达系统的参数包括信号形式、分辨率、工作频率、极化方式、观测角度、运动轨迹和观测时相；其中，信号形式，为线性调频信号、调频连续波信号、调频步进频信号、连续波信号、步进频连续波信号、正交相位编码信号、随机信号和混沌信号，根据需要通过雷达波形设置单元进行设置；分辨率，包括波传播向分辨率、航迹向分辨率(方位分辨率)和法向分辨率(波传播向-航迹向平面的法向)，其中，波传播向分辨率由信号带宽决定，航迹向分辨率由航迹向合成孔径长度决定，法向分辨率由法向合成孔径长度决定，根据需要通过信号带宽设置单元和天线单元进行设置；工作频率，为一个工作频率，或为多个工作频率，多个工作频率跨越多个微波波段，或分布在一个微波波段，通过工作频率设置单元进行设置；极化方式，为发射天线的极化方式和接收天线的极化方式，为椭圆极化、圆极化和线极化，通过极化方式选择单元和天线单元进行设置；观测角度，为多维度微波成像系统天线单元中的发射天线和接收天线的等效相位中心分别相对于目标的方位角和俯仰角，单观测角度通过收发天线共用实现，收发天线的等效相位中心相对目标具有相同的方位角和俯仰角，或通过收发天线分置实现，发射天线和接收天线的等效相位中心相对目标具有不同的方位角和俯仰角，多观测角度通过多个发射或接收天线实现，各发射或接收天线的等效相位中心相对目标具有不同的方位角或俯仰角，或通过单/多个发射天线和多/单个接收天线实现，观测角度通过观测角度选择单元和天线单元进行设置；运动轨迹为空间中的直线、曲线、圆周、平面、曲面或球面，同一系统的不同飞行轨迹之间平行、重合、相交或垂直；观测时相，为对同一地区在不同的时刻上进行观测，根据系统重返时间间隔或系统自身飞行能力对同一地区在多个特定时间段内进行观测。

一种多维度微波成像方法，其多维度微波成像系统根据所需要获取的被观测对象多维信息，确定多维度微波成像的维度优化组合方案，配置多参数雷达系统，获取被观测对象的多维度微波成像回波数据，通过多变量成像处理和信息提取，获得被观测对象的多维信息。

所述的多维度微波成像方法，其所述被观测对象多维信息包括观测对象的几何特征和物理特性，其中，几何特征反映被观测对象的几何形态及其变化特征，包括目标的二维/三维位置、形状和大小，还包括被观测对象的三维速度/加速度、运动轨迹和形变；物理特性反映被观测对象的介电常数、电导率和磁导率三个基本电参数或等效电参数，不同被观测对象在与电磁波作用中表现不同的电参数变化规律。

所述的多维度微波成像方法，其所述维度优化组合方案为根据需要以多维度微波成像系统分辨率维度、频率维度、极化维度、角度维度和时相维度两个或两个以上维度之间的不同联合方式实现对被观测对象多维信息的获取，联合方式是单/多分辨率、单/多工作频率、单/多极化方式、单/多观测角度和单/多时相之间的不同联合。

所述的多维度微波成像方法，其所述多变量成像处理和信息提取包括针对平台的运动补偿方法、二维解耦成像处理和三维解耦成像处理，以被观测对象和平台的距离信息建立观测矩阵进行成像处理和信息提取，还包括基于被观测对象散射机制的参数反演、不同反演方法的联合运用，以及以被观测对象的特征信息为先验信息进行成像处理和信息提取，其中，平台为地面移动装置、飞机、卫星和空间站中的一种或几种。

所述的多维度微波成像方法，其所述获得被观测对象的多维信息的具体步骤为：

步骤S71：信息获取类型选择：信息获取类型选择单元根据需求确定多维度微波成像系统各单元之间的连接方案，利用先验知识对连接方案的系统性能进行初步评价，其中，先验知识为微波图像、数字高程图和生物量，或为其它光学、红外传感器已获得的关于被观测对象的多维信息，或为多维度微波成像系统所在平台的轨迹信息和位置信息；

步骤S72：多参数设置：根据需求通过雷达波形设置单元、设备连接控制单元、信号带宽设置单元、工作频率设置单元、极化方式选择单元和观测角度选择单元自适应设置系统观测所需要的信号形式、分辨率、工作频率、极化方式、观测角度和观测时相；

步骤S73：雷达硬件组成与连接：通过定时与设备连接控制单元根据步骤S71的连接方案和步骤S72的雷达参数设置情况完成射频单元、高功率放大单元、天线单元、数字单元、姿态测量与运动补偿单元、数据传输单元和电源单元之间的无干扰连接；

步骤S74：微波成像回波数据获取：在多维度微波成像系统平台上获取被观测对象的回波数据，并将回波数据存储或传输到指定位置；

步骤S75：多参数信号处理：建立多维度微波成像信号模型，根据模型利用多变量成像处理单元对步骤S74得到的微波成像回波数据进行成像处理，或信息提取，或成像处理和信息提取，获得被观测对象多维信息；

步骤S76：多维信息显示：信息显示单元完成对步骤S75提取的被观测对象多维信息的显示，制作数据产品；

步骤S77：信息反馈：信息反馈单元对步骤S75提取被观测对象多维信息的准确度和步骤S76的显示效果进行记录和评价，并将记录和评价的结果反馈到信息获取类型选择单元，以供下次多维度微波成像观测采用。

所述的多维度微波成像方法，其所述步骤S75中多参数信号处理的具体步骤，由需要获取的被观测对象多维信息和多参数雷达硬件组成决定，还需要考虑多维度微波成像系统所在平台的飞行轨迹，具体步骤为：

步骤S91：信号建模：根据多参数雷达硬件组成和系统所在平台建立多维度微波成像信号模型，该模型包含所需获取观测目标的多维信息以及平台的运动特性；

步骤S92：运动轨迹估计：根据姿态测量与运动补偿单元所得到的数据，估计多维度微波成像雷达所在平台的实际运动轨迹，若系统为多角度观测，需要获得不同天线相位中心的运动轨迹；

步骤S93：运动补偿与成像处理：根据步骤S91中的多维度微波成像信号模型和步骤S92中的运动轨迹设计相应的多变量信号处理算法，成像处理算法设计时，在算法执行前进行运动补偿，或在算法执行中进行运动补偿；运动补偿主要将非直线运动轨迹补偿为直线运动轨迹；将非规则运动轨迹补偿为规则曲线轨迹；将曲面运动轨迹补偿为平面运动轨迹；将时间/空间域非均匀采样信号补偿为时间/空间域均匀采样信号。也可以不将运动轨迹补偿为规则曲线或直线运动轨迹，而是直接采用步骤S92所得到的运动轨迹值，结合后向投影原理进行成像处理，最后，得到单视复图像；

步骤S94：信息提取：对步骤S93得到的单视复图像或尚未进行成像处理的原始回波数据进行信息提取，获得地面、空中和空间目标的形状、大小、二维/三维位置、位置变化、速度、加速度、运动轨迹、表面粗糙度、种类和介电常数中的一种或多种信息。

所述的多维度微波成像方法，其所述步骤S77中信息反馈的具体步骤为：

步骤S101：记录需要获取的被观测对象多维信息；

步骤S102：记录多维度微波成像系统硬件组成；

步骤S103：记录多变量信号处理，为处理方法的具体步骤、程序和动态库；

步骤S104：对数据获取及其处理过程中，分别在数据域、信号域和特征域中产生的信息进行综合分析，并将其记录；

步骤S105：对当前处理获得的被观测对象信息进行评估，利用以往的先验知识，比较获取的信息的准确度，将其反馈到信息获取类型选择单元，若无先验信息，则记录本次结果，作为下一次学习的先验知识。

本发明的有益效果：本发明提供一种多维度微波成像系统及方法，综合考虑被观测对象的多维信息、多参数雷达硬件组成和多变量成像处理与信息提取，根据所需要获取的被观测对象多维信息，配置多参数雷达硬件组成，获得被观测对象的空间位置、散射特性和运动特性等几何特征和物理特性的信息，避免了常规雷达系统不能在发射、观测对象、接收、处理和信息提取之间形成有效反馈回路的情况，实现了被观测对象与雷达系统之间的结合。

本发明不仅给出了多维度微波成像系统组成，还给出了雷达系统的工作步骤，系统工作参数所涉及到的信号形式、分辨率、工作频率、极化方式、观测角度、运动轨迹和观测时相可根据需要进行不同地设置。

附图说明

图1是本发明的多维度微波成像方法概念示意图；

图2是本发明的多维度微波成像系统组成图；

图3是本发明的多维度微波成像系统工作流程图；

图4是本发明的多维度微波成像系统多变量信号处理流程图；

图5是本发明的多维度微波成像系统自适应学习流程图；

图6是本发明的多维度微波成像系统多角度观测示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明技术方案中所涉及的各个细节问题。应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

现有的微波成像系统主要是考虑雷达系统本身的性能，不能在雷达系统发射、接收和被观测对象之间形成闭合回路，从而也就不能考虑以下因素在微波成像中的影响，下面以微波对海洋和陆地观测为例，说明现有系统的不足：

(一)尚未充分考虑基于观测信息的雷达系统设计：被观测对象的信息表现出多样性，需求也存在差异，如，若被观测对象为海洋，大多关心海洋上的目标、洋流速度、海面风速以及海洋水下目标等；而被观测对象若为陆地时，大多关心目标的分辨能力、形状、运动目标速度以及地形信息等，常规的微波成像系统对于这两种用户关心信息存在较大差异时的情形并没有进行针对性的改进，而是采用同一种雷达系统组成和工作体制，不具备系统自适应调整能力，因此，使得部分信息观测中由于系统本身等存在的不足而被损失；

(二)尚未充分考虑所需提取信息的成像处理方法：实际处理中，除了部分特殊的处理，大多数都是将雷达原始回波数据进行成像处理后，如，针对海洋和陆地观测，都是先进行成像处理后才进行信息提取，由于成像处理本身的线性和非线性操作使得信息在成像处理后被湮没，不具备成像处理方法的自适应调整能力，不能形成充分考虑被观测对象信息的信息提取方式；

(三)尚未考虑基于被观测对象特征的雷达系统参数和信号处理方法设计；

与最初的微波成像系统相比，现有微波成像系统的分辨率、干涉高程测量精度等都达到了前所未有的高度，但主要集中在如何提高雷达图像分辨率、地形高程测量精度、地物覆盖分类精度和运动目标检测概率等。因而，近年来新发展的微波成像雷达系统主要沿高分辨率、多极化和多波段等方向发展，且多数基于微波成像的应用主要是在获得微波复数图像或幅度图像后，在图像的基础上开展，在系统研制和后续应用之间缺乏紧密联系，因此，制约了目前微波成像技术，尤其是应用水平的发展。

多维度微波成像系统根据所需要获取的被观测对象多维信息，确定多维度微波成像的维度优化组合方案，配置多参数雷达系统，获取被观测对象的多维度微波成像回波数据，通过多变量成像处理和信息提取，获得被观测对象的多维信息。

多维度微波成像是以分辨率、频率、极化、角度、时相等两个或两个以上维度联合工作作为探测手段，通过信号与信息综合处理，获得被观测对象的空间位置、散射特性和运动特性等几何特征和物理特性的信息获取技术。多维度微波成像针对特定应用，分别从数据域、信号域和特征域对观测对象进行客观描述，综合考虑观测对象与微波之间的相互作用与微波成像机制、成像处理技术和信息提取方法，以实现对观测对象各类特征的精细刻画和定量反演。

综上，需要综合考虑被观测对象的多维信息，并结合雷达系统的工作参数：信号形式、分辨率、工作频率、极化方式、观测角度和时相，通过多变量成像处理和信息提取获取被观测对象的多维信息。

维度微波成像系统综合了被观测对象多维信息、多参数雷达硬件组成和多变量信号处理，根据所需要获取的被观测对象多维信息，配置多参数雷达硬件获取被观测对象的多维度微波成像回波数据，通过多变量信号处理，获得被观测对象的多维信息。被观测对象多维信息包括观测对象的几何特征和物理特性，其中，几何特征反映被观测对象的几何形态及其变化特征，包括目标的二维/三维位置、形状和大小，还包括被观测对象的三维速度/加速度、运动轨迹和形变；物理特性反映被观测对象的介电常数、电导率和磁导率三个基本电参数或等效电参数，不同被观测对象在与电磁波作用中表现不同的电参数变化规律。维度优化组合方案为根据需要以多维度微波成像系统分辨率维度、频率维度、极化维度、角度维度和时相维度两个或两个以上维度之间的不同联合方式实现对被观测对象多维信息的获取，联合方式可以是单/多分辨率、单/多工作频率、单/多极化方式、单/多观测角度和单/多时相之间的不同联合。

多参数雷达系统的参数包括信号形式、分辨率、工作频率、极化方式、观测角度、运动轨迹和观测时相。其中，信号形式，可以为线性调频信号、调频连续波信号、调频步进频信号、连续波信号、步进频连续波信号、正交相位编码信号、随机信号和混沌信号，根据需要通过雷达波形设置单元进行设置；分辨率，包括波传播向分辨率、航迹向分辨率(方位分辨率)和法向分辨率(波传播向-航迹向平面的法向)，其中，波传播向分辨率由信号带宽决定，航迹向分辨率由航迹向合成孔径长度决定，法向分辨率由法向合成孔径长度决定，根据需要通过信号带宽设置单元和天线单元进行设置；工作频率，可以为一个工作频率，也可以为多个工作频率，多个工作频率可以跨越多个微波波段，也可以分布在一个微波波段，通过工作频率设置单元进行设置；极化方式，为发射天线的极化方式和接收天线的极化方式，可以为椭圆极化、圆极化和线极化，通过极化方式选择单元和天线单元进行设置；观测角度，为多维度微波成像系统天线单元中的发射天线和接收天线的等效相位中心分别相对于目标的方位角和俯仰角，单观测角度可以通过收发天线共用实现，收发天线的等效相位中心相对目标具有相同的方位角和俯仰角，还可以通过收发天线分置实现，发射天线和接收天线的等效相位中心相对目标的具有不同的方位角和俯仰角，多观测角度可以通过多个发射或接收天线实现，各发射或接收天线的等效相位中心相对目标的具有不同的方位角或俯仰角，也可以通过单/多个发射天线和多/单个接收天线实现，发射天线和接收天线可以位于同一个平台上，可以位于不同的平台上，也可以位于同一幅天线的不同位置，观测角度通过观测角度选择单元和天线单元进行设置；运动轨迹可以为空间中的直线、曲线、圆周、平面、曲面和球面，同一系统的不同飞行轨迹之间可以平行、重合、相交和垂直；观测时相，为对同一地区在不同的时刻上进行观测，可以根据系统重返时间间隔或系统自身飞行能力对同一地区在多个特定时间段内进行观测。

多变量信号处理包括多变量成像处理和信息提取，多变量成像处理和信息提取包括针对平台的运动补偿方法、二维解耦成像处理和三维解耦成像处理，以被观测对象和平台的距离信息建立观测矩阵进行成像处理和信息提取，还包括基于被观测对象散射机制的参数反演、不同反演方法的联合运用，以及以被观测对象的特征信息为先验信息进行成像处理和信息提取，其中，平台可以为地面移动装置、飞机、卫星和空间站中的一种或几种。

多维度微波成像系统综合被观测对象多维信息、多参数雷达硬件组成和多变量信号处理，根据所需要获取的被观测对象多维信息，配置多参数雷达硬件组成，获得被观测对象的空间位置、散射特性和运动特性等几何特征和物理特性的信息，分别从数据域、信号域和特征域对被观测对象进行客观描述，通过多变量成像处理提取相应的被观测对象多维信息，并对获取的信息进行多维描述，同时对该过程进行自主学习，反馈至多维度微波成像系统为下一次被观测对象多维信息获取提供先验知识，如此循环，实现对被观测对象的客观描述。

上述概念通过图1表示，先验知识将作为多维度微波成像系统的输入，先验知识更多地作为多维度微波成像系统设计的一个主要依据，既可以包含被观测对象的信息，也可以包含成像系统本身的信息，还可以包括系统在运行中的轨迹信息和相对于被观测对象的位置信息，为此，可以为多维度微波成像系统本身提供先验知识，如星载多维度微波成像系统，通过轨道信息和成像系统天线的入射角信息，可以确认被观测对象是海洋还是陆地，由此完成被观测对象的初次分类；根据该先验知识和用户具体需求选择雷达硬件组成及其参数设置，包括分辨率、观测角度、工作频率、极化方式、观测时相以及发生信号形式等，而后针对雷达硬件系统，记录相应的测试数据，如系统噪声、波形参数和天线方向图等，并结合被观测对象可能存在的几何特征和物理特性进行分析，在数据域上对可能获得被观测对象回波信号进行深入预测，以便于接下来能够充分获取相应的观测信息；获取被观测对象多维信息的微波成像回波信号，从实际获得回波的信号域分析初次分类后被观测对象的特征，并根据以往的先验信息对该特征信息进行记录；接下来，结合所需的被观测对象信息进行多变量成像处理，并进行信息提取，特别注意的是，该成像处理，不仅包含常规的成像处理，还包括直接从回波信号中进行信息提取等处理，最终满足需求。上述过程在数据域、信号域和特征域等中产生地关于被观测对象的特征信息和其它信息等都将作为先验知识进行记录，为下次数据获取提供依据，从而实现发射、被观测对象、接收、处理和信息提取之间的闭合回路形成。

多维度微波成像系统根据已有的先验信息和需要获取的被观测对象信息灵活地进行系统配置，在雷达系统和被观测对象之间形成闭环过程，并对该过程进行学习。同常规的微波成像系统相比，多维度微波成像系统强调系统的模块化和数字化，能够根据用户需要和被观测对象的不同进行系统结构的自组织，实现雷达系统的优化配置和提升系统对被观测对象的多维描述能力。如图2所示，多维度微波成像系统主要由以下部分构成：

用户(A101)提供需求信息，如获取高程信息、速度信息以及图像信息，其中，用户可以为宏命令，也可以为具体的应用需求提出者，将需求信息输入到信息获取类型选择单元(A102)，结合先验信息(A123)(以往所获取的并经存储或分析的观测区域信息)，如上次获取该地区的微波或光学或红外图像及其高程信息。

定时与设备连接控制单元包括仪表控制器、数据总线以及遥测遥控接口，负责系统的链接与控制，经过数据总线与有效载荷进行通信、接受宏命令和报告雷达状态、维护和修正雷达系统、雷达系统监控，并根据用户需求进行雷达不同成像模式、不同工作模式的切换。

定时与设备连接控制单元(A108)将雷达参数分配至观测角度选择单元(A103)、极化方式选择单元(A104)、信号带宽设置单元(A105)、工作频率设置单元(A106)和雷达波形设置单元(A107)，并根据要求进行雷达参数设置。

观测角度选择单元(A103)确定平台的飞行高度和雷达的观测角度，由天线安装平台、天线稳定平台、调角装置构成，并结合平台飞行姿态对观测角度进行调整；

极化方式选择单元(A104)由微波开关以及移相器构成，通过微波开关、电缆或波导连接器、移相器选择所需要的极化工作方式，根据用户需要可以设置线极化、圆极化和椭圆极化工作方式；

定时与设备连接控制单元通过数据总线、微波开关、波导连接器/电缆和各类触发(如脉冲触发)方式完成天线单元(A110)、射频单元(A111)、高功率放大单元(A112)、数字单元(A114)、射频单元(A113)和数据传输单元(A115)之间的链接。其中，天线单元负责进行将微波信号辐射到观测区域，天线单元可以为喇叭天线、阵列天线、相控阵天线、微带天线以及其它可辐射微波信号的天线；射频单元A111和A113分别表示发射和接收部分，可以复用，也可以分开使用，射频单元由射频频率产生器(产生中频载频信号、调制和解调需要的本振信号以及数据子系统需要的参考信号)、发射支路、接收支路、环形器以及定标模块等组成；高功率放大单元由行波管放大器、电源控制器和输入输出设备构成；数字单元由数字单元控制器、基带信号产生器、中频解调器和基带信号采集器组成；数据传输单元由数据压缩和传输器组成，将数据存储或传输地面。

根据需要，用户可选择启用在雷达工作平台(A119)上配置姿态测量与运动补偿单元(A117)，该单元由惯性测量系统或惯性导航系统和全球定位系统组成，负责进行天线相位中心位置测量、平台轨迹与姿态测量。上述各单元都将在电源单元(A118)(由电源变换器、继电器、控制电路和检测信号变换电路组成)的支持下工作，获取被观测对象(A109)的多维度微波成像回波信号，通过多变量成像处理单元(A116)(由专用处理设备和成像处理软件构成)和信息提取单元(A120)(由信息提取软件和专用设备构成)完成用户需求信息的提取，并通过信息显示单元(A121)(可以为专用显示设备、电子沙盘)进行有效的显示，接下来在信息反馈单元(A122)进行整个过程的记录与分析，并将其反馈到信息获取类型选择单元(A102)，若满足需要，则继续进行，若不满足需求，则需结合所获取的特征参数进行多维度微波成像系统的自适应调整，并将其告知用户。射频单元、高功率放大单元、天线单元中的发射天线和数字单元组成多维度微波成像发射系统，射频单元、高功率放大单元、天线单元中的接收天线和数字单元组成多维度微波成像接收系统，接收系统和接收系统可以位于同一平台，也可以位于不同平台，天线单元中的发射天线和接收天线可以共用，也可以分开使用。整个系统采用模块化组成，通过定时与设备连接控制单元可以进行系统自检，从而保证系统的完整性。

该系统的特色在于结合用户需求，并利用已经获取到的先验信息灵活调整雷达硬件组成，进而进行整个系统的控制与管理，支持不同的成像模式，如同时多波段多极化成像、合成孔径雷达三维成像、多输入多输出合成孔径雷达、极化干涉合成孔径雷达、差分干涉；同时，也支持不同成像模式的成像处理与信息提取。雷达系统制造时，可根据用户需要，对上述组成部分进行合并和拆分。

如图3所示，整个系统获得被观测对象的多维信息的具体步骤为：

步骤S71：信息获取类型选择。信息获取类型选择单元根据需求确定多维度微波成像系统各单元之间的连接方案，利用先验知识对连接方案的系统性能进行初步评价。其中，先验知识可以为微波图像、数字高程图和生物量，可以为其它光学、红外传感器已获得的关于被观测对象的多维信息，也可以为多维度微波成像系统所在平台的轨迹信息和位置信息。

步骤S72：多参数设置。根据需求通过雷达波形设置单元、设备连接控制单元、信号带宽设置单元、工作频率设置单元、极化方式选择单元和观测角度选择单元自适应设置系统观测所需要的信号形式、分辨率、工作频率、极化方式、观测角度和观测时相。

步骤S73：雷达硬件组成与连接。通过定时与设备连接控制单元根据步骤S71的连接方案和步骤S72的雷达参数设置情况完成射频单元、高功率放大单元、天线单元、数字单元、姿态测量与运动补偿单元、数据传输单元和电源单元之间的无干扰连接。

步骤S74：微波成像回波数据获取。在多维度微波成像系统平台上获取被观测对象的回波数据，并将回波数据存储或传输到指定位置。

步骤S75：多参数信号处理。建立多维度微波成像信号模型，根据模型利用多变量成像处理单元对步骤S74得到的微波成像回波数据进行成像处理，或信息提取，或成像处理和信息提取，获得被观测对象多维信息。

多参数信号处理的具体步骤由需要获取的被观测对象多维信息和多参数雷达硬件组成决定，还需要考虑多维度微波成像系统所在平台的飞行轨迹，如图4所示，具体步骤为：

步骤S91：信号建模。根据多参数雷达硬件组成和系统所在平台建立多维度微波成像信号模型，该模型包含所需获取观测目标的多维信息以及平台的运动特性。例如，R_n为雷达到目标的观测距离，K_ω为发射信号波数，θ为雷达观测方位角变量，σ_n为第n个目标的复散射系数，x_n(v_xn，t，S)和y_n(v_yn，t，S)分别为第n个目标的信号采样时刻t和方位采样时刻S时的地距和方位坐标，H(v_zn，t，S)为雷达相对目标的高度，v_xn、v_yn和v_zn分别为地距、方位和高程瞬时速度。则目标的时域信号模型可以表示为：

其中，F(R_n，K_ω，θ，

)为与观测距离、频率、方位角和俯仰角相关的散射分量，Δx、Δy和Δz分别表示运动平台沿地距、方位和高程向的运动误差。

步骤S92：运动轨迹估计。根据姿态测量与运动补偿单元所得到的数据，估计多维度微波成像雷达所在平台的实际运动轨迹，若系统为多角度观测，需要获得不同天线相位中心的运动轨迹。

步骤S93：运动补偿与成像处理。根据步骤S91中的多维度微波成像信号模型和步骤S92中的运动轨迹设计相应的多变量信号处理算法，成像处理算法设计时，可以在算法执行前进行运动补偿，也可以在算法执行中进行运动补偿。运动补偿主要将非直线运动轨迹补偿为直线运动轨迹；将非规则运动轨迹补偿为规则曲线轨迹，如将椭圆轨迹补偿为圆周运动轨迹、曲线运动轨迹补偿为圆周运动轨迹；将曲面运动轨迹补偿为平面运动轨迹，如空间中多基线非规则运动补偿为平面内的多基线规则运动；将时间/空间域非均匀采样信号补偿为时间/空间域均匀采样信号。也可以不将运动轨迹补偿为规则曲线或直线运动轨迹，而是直接采用步骤S92所得到的运动轨迹值，结合后向投影原理进行成像处理。成像处理中所涉及的二维解耦成像处理指通过变换或相位补偿分离出与目标斜距坐标和方位坐标线性相关的两个波数或频率分量K_R和K_Y；三维解耦成像处理指通过变换或相位补偿分离出与目标地距坐标、方位坐标和高程坐标线性相关的三个波数或频率分量K_X、K_Y和K_Z。最后，得到单视复图像。

步骤S94：信息提取。对步骤S93得到的单视复图像或尚未进行成像处理的原始回波数据进行信息提取，获得地面、空中和空间目标的形状、大小、二维/三维位置、位置变化、速度、加速度、运动轨迹、表面粗糙度、种类和介电常数中的一种或多种信息。

步骤S76：多维信息显示。信息显示单元完成对步骤S75提取的被观测对象多维信息的显示，制作数据产品。

步骤S77：信息反馈。信息反馈单元对步骤S75提取被观测对象多维信息的准确度和步骤S76的显示效果进行记录和评价，并将记录和评价的结果反馈到信息获取类型选择单元，以供下次多维度微波成像观测采用。

以全天候全天时星载多维度微波成像系统获取大范围海面高分辨率二维图像及其目标信息为例，当多维度微波成像系统接受到对海面目标成像的宏命令后：

步骤S71：信息获取类型选择。根据轨道信息可以初步判断目前是否处于海面照射范围内，若一定照射范围，执行下一步骤。

步骤S72：多参数设置。选择合适的分辨率、极化方式和观测角度，特别是工作频率，并考虑信号形式和采样频率等。

步骤S73：雷达硬件组成与连接。通过定时与设备连接控制单元完成射频单元、高功率放大单元、天线单元、数字单元、姿态测量与运动补偿单元、数据传输单元和电源单元之间的无干扰连接，自适应构建出相应的雷达系统。

步骤S74：微波成像回波数据获取。调整卫星姿态，获取海面微波成像回波数据。

步骤S75：多参数信号处理。建立海面回波信号点散射模型，对获取到多维度微波成像数据进行处理，若回波数据采样满足奈奎斯特采样准则，通过基于傅立叶变换工具和二维解耦的成像处理方式或后向投影原理实现成像处理；若回波数据采样不满足奈奎斯特采样准则，则通过建立观测矩阵，通过求解观测方程获取海面高分辨率微波图像。

步骤S76：多维信息显示。完成对步骤S75所得到的海面微波图像进行显示和存储。

步骤S77：信息反馈。信息反馈单元根据用户反馈对步骤S75获取高分辨率海面微波图像的准确度和步骤S76的显示效果进行记录和评价，并将记录和评价的结果反馈到信息获取类型选择单元。

信息显示单元主要对成像处理后的微波图像和被观测对象信息提取结果进行显示。获取被观测对象信息后，对获取信息进行多维描述，包括生成数据产品、图像产品、图像的计算机显示、视频、动画、利用数据/图像制作电子沙盘。例如，对获取山区的三维微波图像，可以通过三维视频或动画的形式对不同高度平面上的目标进行逐层显示，通过颜色表示被观测对象的散射强度；还可以通过目标的脉冲响应函数去除由于旁瓣所带来的空间扩展效应，只保留其脉冲响应函数的主瓣，先生成被观测对象的表面数字高程模型，而后将高程上目标的脉冲响应函数主瓣能量进行显示。

多维度微波成像系统强调对被观测对象的自适应调整能力，具有对被观测对象进行认知的能力，因此，需要在整个自适应调整过程中进行自主学习，主要任务由信息反馈单元完成，如图5所示，信息反馈单元的具体过程为：

步骤S101：记录需要获取的被观测对象多维信息；

步骤S102：记录多维度微波成像系统硬件组成；

步骤S103：记录多变量信号处理，处理方法可以为处理方法具体的步骤、程序和动态库；

步骤S104：对数据获取及其处理过程中，分别在数据域、信号域和特征域中产生的信息进行综合分析，并将其记录；

步骤S105：对当前处理获得的被观测对象信息进行评估，利用以往的先验知识，比较获取的信息的准确度，将其反馈到信息获取类型选择单元，若无先验信息，则记录本次结果，作为下一次学习的先验知识。

如前所述，多维度微波成像系统由多个部分和单元有机构成，这些构成元素中，可以为硬件、可以为软件部分，还可以硬件和软件同时存在。以信息获取类型选择单元为例，可以为软件系统，也可以为硬件控制系统，也可以为软件系统和硬件系统的组合，输入信息为用户需求，输出为采用特定信号形式、工作频率、极化方式、观测角度、分辨率、观测时相和运动轨迹的雷达硬件连接方案和雷达平台的运动轨迹，该输出方案还可以通过信息获取类型选择单元界面进行手动修改。

为了实现各单元之间的连接，该链接包括硬件连接和软件连接，硬件连接可以通过微波开关或电缆线等等来实现，软件连接需要通过程序调用接口或网线等来实现，整个连接由定时与设备连接控制单元完成，定时与设备连接控制单元产生其它单元所需的各种定时脉冲，管理多维度微波成像系统所需的各种射频单元、高功率放大单元、数字单元和数据传输单元，输入信息为雷达硬件连接方案，通过定时与设备连接控制单元完成各部分之间的连接，该连接可以通过控制系统自动连接，也可以进行手动连接。

雷达硬件完成连接后，首先需要对雷达发射波形进行设置，以选择合适的雷达波形进行成像观测，其波形选择主要由雷达波形设置单元进行，根据需要设置不同的信号形式。例如，在高分辨宽测绘成像中，可以选择正交相位编码信号、随机信号或混沌信号作为发射波形，以解决常规成像中分辨率和测绘带宽之间不能同时达到较高水平的矛盾。

在雷达极化工作方式方面，极化方式选择单元根据需求，对天线布置进行调整，以保证实现不同的极化工作方式。例如，以发射X波段圆极化信号为例，可以在发射线极化信号的天线后端通过微波开关与圆极化极化移相器使之工天线能够发射圆极化信号。

在雷达工作频率选择方面，通过工作频率设置单元可以同时设置工作频率，如，同时将工作频率设置在P、L、S、C、X和Ku波段。还可以分别设置多个工作频率覆盖一个波段。

在信号带宽设置方面，单个发射信号的带宽可以覆盖整个波段，如L波段、C波段等，也可以同时覆盖多个波段，如P、L、S和C波段，或更多频段，从而实现跨越多个波段的信号发射，既可以获得被观测对象高分辨细节信息，还可以获得被观测对象在不同波段下的电磁散射特性。

在观测角度设置方面，如图6所示，为了实现不同的观测角度或多次观测，发射天线和接收天线可以位于同一个平台上，也可以位于不同的平台上，可以位于同一幅天线的不同位置，如图6所示。

多维度微波成像系统通过工作频率、极化方式、观测角度、分辨率和时相之间不同的联合方式可以同时获取地面、空中和空间目标的形状、大小、二维/三维位置、位置变化、速度、加速度、运动轨迹、表面粗糙度、种类和介电常数中的一种或多种信息。

通过单工作频率、单极化方式、单观测角度、单分辨率和多时相联合，可以获取被观测对象的地面、空中和空间目标的形状、大小、三维位置信息、复散射系数和位置变化信息。通过多工作频率、多极化方式、多观测角度、单分辨率和单时相联合，可以获取地面、空中和空间目标的形状、大小、二维/三维位置、速度、加速度、运动轨迹、表面粗糙度、种类和介电常数。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多维度微波成像系统，为多参数雷达系统；其特征在于，包括信息获取类型选择单元、定时与设备连接控制单元、雷达波形设置单元、信号带宽设置单元、工作频率设置单元、极化方式选择单元、观测角度选择单元、射频单元、高功率放大单元、天线单元、数字单元、姿态测量与运动补偿单元、数据传输单元、电源单元、多变量成像处理单元、信息显示单元和信息反馈单元，其中，射频单元、高功率放大单元、天线单元中的发射天线和数字单元组成多维度微波成像发射系统，射频单元、高功率放大单元、天线单元中的接收天线和数字单元组成多维度微波成像接收系统，发射系统和接收系统位于同一平台，或位于不同平台；

其中，所述信息获取类型选择单元，为软件系统，或为硬件控制系统，或为软件系统和硬件系统的组合，输入信息为用户需求，输出为采用特定信号形式、工作频率、极化方式、观测角度、分辨率、观测时相和运动轨迹的雷达硬件连接方案和雷达平台的运动轨迹，该输出方案通过信息获取类型选择单元界面进行手动修改；所述定时与设备连接控制单元，包括产生其它单元所需的各种定时脉冲，管理多维度微波成像系统所需的各种射频单元、高功率放大单元、数字单元和数据传输单元，输入信息为雷达硬件连接方案，通过定时与设备连接控制单元完成各部分之间的连接。

2.根据权利要求1所述的多维度微波成像系统，其特征在于，所述天线单元中的发射天线和接收天线为共用一个天线，位于同一幅天线的不同位置，或为多个发射或接收天线。

3.根据权利要求1所述的多维度微波成像系统，其特征在于，所述定时与设备连接控制单元在完成各部分之间的连接时，该连接通过控制系统自动连接，或进行手动连接；

所述信息显示单元，对成像处理后的微波图像和被观测对象信息提取结果进行显示。

4.根据权利要求1所述的多维度微波成像系统，其特征在于，所述多参数雷达系统的参数包括信号形式、分辨率、工作频率、极化方式、观测角度、运动轨迹和观测时相；其中，信号形式，为线性调频信号、调频连续波信号、调频步进频信号、连续波信号、步进频连续波信号、正交相位编码信号、随机信号和混沌信号，根据需要通过雷达波形设置单元进行设置；分辨率，包括波传播向分辨率、航迹向分辨率和法向分辨率，其中，波传播向分辨率由信号带宽决定，航迹向分辨率由航迹向合成孔径长度决定，法向分辨率由法向合成孔径长度决定，根据需要通过信号带宽设置单元和天线单元进行设置；工作频率，为一个工作频率，或为多个工作频率，多个工作频率跨越多个微波波段，或分布在一个微波波段，通过工作频率设置单元进行设置；极化方式，为发射天线的极化方式和接收天线的极化方式，为椭圆极化、圆极化和线极化，通过极化方式选择单元和天线单元进行设置；观测角度，为多维度微波成像系统天线单元中的发射天线和接收天线的等效相位中心分别相对于目标的方位角和俯仰角，单观测角度通过收发天线共用实现，收发天线的等效相位中心相对目标具有相同的方位角和俯仰角，或通过收发天线分置实现，发射天线和接收天线的等效相位中心相对目标具有不同的方位角和俯仰角，多观测角度通过多个发射或接收天线实现，各发射或接收天线的等效相位中心相对目标具有不同的方位角或俯仰角，或通过单/多个发射天线和多/单个接收天线实现，观测角度通过观测角度选择单元和天线单元进行设置；运动轨迹为空间中的直线、曲线、圆周、平面、曲面或球面，同一系统的不同飞行轨迹之间平行、重合、相交或垂直；观测时相，为对同一地区在不同的时刻上进行观测，根据系统重返时间间隔或系统自身飞行能力对同一地区在多个特定时间段内进行观测。

5.一种多维度微波成像方法，其特征在于，多维度微波成像系统根据所需要获取的被观测对象多维信息，确定多维度微波成像的维度优化组合方案，配置多参数雷达系统，获取被观测对象的多维度微波成像回波数据，通过多变量成像处理和信息提取，获得被观测对象的多维信息；其中所述获得被观测对象的多维信息的具体步骤为：

步骤S71：信息获取类型选择：信息获取类型选择单元根据需求确定多维度微波成像系统各单元之间的连接方案，利用先验知识对连接方案的系统性能进行初步评价，其中，先验知识为微波图像、数字高程图和生物量，或为其它光学、红外传感器已获得的关于被观测对象的多维信息，或为多维度微波成像系统所在平台的轨迹信息和位置信息；

步骤S72：多参数设置：根据需求通过雷达波形设置单元、设备连接控制单元、信号带宽设置单元、工作频率设置单元、极化方式选择单元和观测角度选择单元自适应设置系统观测所需要的信号形式、分辨率、工作频率、极化方式、观测角度和观测时相；

步骤S73：雷达硬件组成与连接：通过定时与设备连接控制单元根据步骤S71的连接方案和步骤S72的雷达参数设置情况完成射频单元、高功率放大单元、天线单元、数字单元、姿态测量与运动补偿单元、数据传输单元和电源单元之间的无干扰连接；

步骤S74：微波成像回波数据获取：在多维度微波成像系统平台上获取被观测对象的回波数据，并将回波数据存储或传输到指定位置；

步骤S75：多参数信号处理：建立多维度微波成像信号模型，根据模型利用多变量成像处理单元对步骤S74得到的微波成像回波数据进行成像处理，或信息提取，或成像处理和信息提取，获得被观测对象多维信息；

步骤S76：多维信息显示：信息显示单元完成对步骤S75提取的被观测对象多维信息的显示，制作数据产品；

步骤S77：信息反馈：信息反馈单元对步骤S75提取被观测对象多维信息的准确度和步骤S76的显示效果进行记录和评价，并将记录和评价的结果反馈到信息获取类型选择单元，以供下次多维度微波成像观测采用。

6.根据权利要求5所述的多维度微波成像方法，其特征在于，所述被观测对象多维信息包括观测对象的几何特征和物理特性，其中，几何特征反映被观测对象的几何形态及其变化特征，包括目标的二维/三维位置、形状和大小，还包括被观测对象的三维速度/加速度、运动轨迹和形变；物理特性反映被观测对象的介电常数、电导率和磁导率三个基本电参数或等效电参数，不同被观测对象在与电磁波作用中表现不同的电参数变化规律。

7.根据权利要求5所述的多维度微波成像方法，其特征在于，所述维度优化组合方案为根据需要以多维度微波成像系统分辨率维度、频率维度、极化维度、角度维度和时相维度两个或两个以上维度之间的不同联合方式实现对被观测对象多维信息的获取，联合方式是单/多分辨率、单/多工作频率、单/多极化方式、单/多观测角度和单/多时相之间的不同联合。

8.根据权利要求5所述的多维度微波成像方法，其特征在于，所述多变量成像处理和信息提取包括针对平台的运动补偿方法、二维解耦成像处理和三维解耦成像处理，以被观测对象和平台的距离信息建立观测矩阵进行成像处理和信息提取，还包括基于被观测对象散射机制的参数反演、不同反演方法的联合运用，以及以被观测对象的特征信息为先验信息进行成像处理和信息提取，其中，平台为地面移动装置、飞机、卫星和空间站中的一种或几种。

9.根据权利要求5所述的多维度微波成像方法，其特征在于，所述步骤S75中多参数信号处理的具体步骤，由需要获取的被观测对象多维信息和多参数雷达硬件组成决定，还需要考虑多维度微波成像系统所在平台的飞行轨迹，具体步骤为：

步骤S91：信号建模：根据多参数雷达硬件组成和系统所在平台建立多维度微波成像信号模型，该模型包含所需获取观测目标的多维信息以及平台的运动特性；

步骤S92：运动轨迹估计：根据姿态测量与运动补偿单元所得到的数据，估计多维度微波成像雷达所在平台的实际运动轨迹，若系统为多角度观测，需要获得不同天线相位中心的运动轨迹；

步骤S93：运动补偿与成像处理：根据步骤S91中的多维度微波成像信号模型和步骤S92中的运动轨迹设计相应的多变量信号处理算法，成像处理算法设计时，在算法执行前进行运动补偿，或在算法执行中进行运动补偿；运动补偿主要将非直线运动轨迹补偿为直线运动轨迹；将非规则运动轨迹补偿为规则曲线轨迹；将曲面运动轨迹补偿为平面运动轨迹；将时间/空间域非均匀采样信号补偿为时间/空间域均匀采样信号；或者不将运动轨迹补偿为规则曲线或直线运动轨迹，而是直接采用步骤S92所得到的运动轨迹值，结合后向投影原理进行成像处理，最后，得到单视复图像；

步骤S94：信息提取：对步骤S93得到的单视复图像或尚未进行成像处理的原始回波数据进行信息提取，获得地面、空中和空间目标的形状、大小、二维/三维位置、位置变化、速度、加速度、运动轨迹、表面粗糙度、种类和介电常数中的一种或多种信息。

10.根据权利要求5所述的多维度微波成像方法，其特征在于，所述步骤S77中信息反馈的具体步骤为：

步骤S101：记录需要获取的被观测对象多维信息；

步骤S102：记录多维度微波成像系统硬件组成；

步骤S103：记录多变量信号处理，为处理方法的具体步骤、程序和动态库；

步骤S104：对数据获取及其处理过程中，分别在数据域、信号域和特征域中产生的信息进行综合分析，并将其记录；

步骤S105：对当前处理获得的被观测对象信息进行评估，利用以往的先验知识，比较获取的信息的准确度，将其反馈到信息获取类型选择单元，若无先验信息，则记录本次结果，作为下一次学习的先验知识。

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