CN103176183A - 一种近程高分辨率探测成像方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种近程高分辨率探测成像方法及装置，该装置中，线性调频源7输出宽带线性调频信号至发射天线阵列6作为发射信号，同时也输出至混频器阵列3作为本振信号，接收天线阵列5收到目标回波信号后经LNA阵列4放大并输出至混频器阵列3。混频器阵列3将目标回波信号与本振信号混频得到中频信号，然后经多路数据采集模块2完成AD转换并输出至信号处理与成像模块1。本发明采用宽带线性调频信号作为探测信号，并对较远距离的探测采取延迟本振信号进行混频的措施，保证了整个探测区域的成像分辨率，而且探测范围不受最大无模糊距离的限制。只须对中频信号进行数据采集，无须宽频带高速采样系统，降低了数据采集部分的实现难度。

Description

一种近程高分辨率探测成像方法及装置

技术领域

本发明涉及一种探测成像方法及装置，尤其涉及一种近程高分辨率探测成像方法及装置。背景技术

近程探测成像装置可用于穿透障碍物的目标跟踪定位、探地勘察、废墟搜救、警戒安检等用途。提高其成像分辨率和成像速度、增大其探测范围、降低其成本和实现难度，一直是设计中面临的主要难点问题。装置的成像分辨率取决于探测信号的有效带宽，有效带宽越大，分辨率越高。因此，采用宽带信号作为探测信号进行成像，可以获得较高的分辨率。目前，国内外学者提出的实现方案主要有以下几种方式：

发射信号采用宽带冲击脉冲信号，仪器逻辑结构简单，容易实现小型化设计，但信号瞬时带宽很大，接收端需采用宽频带高速采样系统对极窄脉冲信号进行AD转换，实现难度较大、成本较高。

发射信号采用步进频率信号获得大的有效带宽，信号瞬时带宽较小，接收端无须采用宽带高速采样系统，显著降低了对硬件的要求，但其存在与频率步进长度Δf成反比的最大无模糊距离，探测范围受到较大限制。

发射信号采用线性调频信号，接收端使用相关接收机进行时域脉冲压缩获得大的时宽带宽积，可以解决增大探测距离与提高距离分辨率之间的矛盾，实现对远程目标如飞机等的精确探测跟踪，但其接收端硬件系统仍须具有较大的瞬时带宽，也需要宽频带高速采样系统对信号进行AD转换。近程成像装置要求的距离分辨率通常更高，接收端的瞬时带宽会更大，甚至达几GHz，若直接采用该方案，实现难度将更大，成本也较高。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种近程高分辨率探测成像方法及装置，它具有在保证成像分辨率和探测范围的基础上，提高其成像速度，降低其实现难度和成本的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种近程高分辨率探测成像装置，它包括线性调频源，线性调频源分别与发射天线阵列和混频器阵列相连，所述发射天线阵列与接收天线阵列相配合，所述接收天线阵列通过低噪声放大器阵列与混频器阵列相连，所述混频器阵列与多路数据采集模块相连，所述多路数据采集模块与信号处理与成像模块相连。

所述线性调频源与混频器间还设有延时单元。

所述发射天线阵列与接收天线阵列采用1发多收的天线阵列。

一种基于近程高分辨率探测成像装置的探测成像方法，具体步骤为：

步骤一：确定探测区域，传播介质的介电常数及成像分辨率，线性调频源输出两路调频信号，一路作为发射信号经发射天线阵列辐射，另一路被作为本振信号输出至混频器阵列；

步骤二：确定第i组收发天线对对应相应点的传播路径l_i(A)及探测区域每一点相对每组收发天线对的信号传播时间t_i(A)，将t_i(A)存储到高速存储器；

步骤三：接收天线阵列接收探测目标反射的回波信号，输出至混频器阵列，与步骤一中所述的本振信号经混频器阵列混频得到中频信号；

步骤四：对混频器阵列中的每个混频器输出的中频信号处理得到其频谱，并将第i个混频器的频谱记为S_i(Δf)，并根据混频器输出中频信号的频谱得到目标散射信号的时延谱S_i(Δt)；

步骤五：判断环境参数和成像分辨率是否发生调整，如果环境参数和成像分辨率发生改变则返回步骤一，如果环境参数和成像分辨率未改变则判断是否需要对环境背景成像，如果需要对背景成像则执行步骤六，如果需要对目标信号成像则执行步骤七；

步骤六：去除目标信号，保留背景信号，然后计算S_i(Δt)对应的后向散射信号幅度值，计算L个收发天线对的后向散射信号的幅度值，并进行相干叠加得到PBG_total(A)，将其存储至高速存储器；

步骤七：提取目标信号，然后计算S_i(Δt)对应的后向散射信号幅度值，计算L个收发天线对的后向散射信号的幅度值，进行相干叠加后得到P_tota(1A)，再与存至高速存储器的PBG_total(A)叠加后得到最终的探测区域的成像，得到探测目标的位置信息。

所述步骤二的具体步骤为：

（2-1）确定第i组收发天线对对应M*N个点的传播路径l_i(A)，探测区域长为M点，宽为N点，收发天线对的数目为L，则需M*N*L组运算，探测区域任意一点A相对于第i组收发天线对的传播路径记为l_i(A)；

（2-2）根据步骤（2-1）中的传播路径，确定探测区域每一点相对每组收发天线对的信号传播时间，并将每组收发天线对的信号传播时间t_i(A)存储到高速存储器；。

t_i(A)＝l_i(A)/v

$v=c/\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}.$

所述步骤四的具体步骤为：

根据混频器输出中频信号的频谱S_i(Δf)，并利用公式:

Δt-td_i＝(Δf/B)·T₀＝(T₀B)·Δf

Δf＝(BT₀)·(Δt-td_i)

得到目标散射信号的时延谱S_i(Δt)，其中，B为宽带线性调频信号的带宽，td_i为线性调频源与第i个混频器间延时单元的延迟时间。

所述步骤五中成像分辨率的计算步骤为：

根据探测距离的不同，分段计算探测信号的有效带宽并确定不同探测区域的成像分辨率，目标回波信号相对于发射信号的延迟时间Δt、目标距离R与探测信号的有效带宽的关系如下：

$B_e=B(1-\mathrm{\Δt}/T_0)=B(1-\frac{2R}{v{T}_0}),{\mathrm{td}}_i=0$

B_e＝B(1-（Δt-td_i）T₀)，td_i≠0

Δt＝2Rv

所述探测信号有效带宽B_e与目标距离分辨率Δr的关系如下:

Δr＝v/2B_e。

所述步骤六的具体步骤为：

（6-1）去除目标信号仅保留环境背景信号得到时延谱S_i,BG(Δt)，然后读取存储在高速存储器的信号传播时间t_i(A)，将每个t_i(A)时间点对应的S_i,BG(Δt)幅值赋给P_i,BG(A)；

（6-2）将L个收发天线对的P_i,BG(A)相干叠加，得到PBG_total(A)，存储至高速存储器。

所述步骤七的具体步骤为：

（7-1）根据点目标的散射信号在时延谱S_i(Δt)上的脉冲特性提取目标信号得到时延谱S_i,Tget(Δt)，并读取存储在高速存储器的信号传播时间t_i(A)，将每个t_i(A)时间点对应的S_i,Tget(Δt)幅值赋给P_i,Tget(A)；

（7-2）对步骤（7-1）中L个收发天线对的P_i,Tget(A)相干叠加得到P_total(A)；

（7-3）将步骤（7-2）中的P_total(A)叠加上步骤（6-2）中高速存储器中的PBG_total(A)得到新的P_total(A)，得到最终的探测区域的成像及探测目标的位置信息。

所述步骤三中接收天线阵列接收回波信号之后经低噪声放大器送入混频器阵列。

其中：c为光速，ε_r为传播介质的相对介电常数，v为电磁波在传播介质中的传播速度，B为宽带线性调频信号的带宽，T₀为扫描时间，Δt为目标回波信号相对于发射信号的延迟时间，Δf为混频器阵列输出的中频信号频率，也即本振信号与回波信号的差频。

本发明的有益效果：

（1）采用宽带线性调频信号作为探测信号，并对较远距离的探测采取延迟本振信号进行混频的措施，保证了整个探测区域的成像分辨率，而且探测范围不受最大无模糊距离的限制。

（2）只须对中频信号进行数据采集，无须宽频带高速采样系统，降低了数据采集部分的实现难度。

（3）成像分辨率随探测区域距离远近自适应调整，降低了成像运算量，提高了成像速度。

（4）采用收发天线阵列，装置及天线无须进行运动扫描，提高了成像的实时性，并可实现三维成像。

（5）以宽带微波信号进行探测，可以穿透障碍物实现高分辨率成像。

（6）不同探测环境，线性调频源可以设定不同波段，并选用收发天线阵列中的不同收发天线，分时发射接收探测信号，提高成像质量。

附图说明

图1为本发明的探测成像装置基本结构图；

图2（a）为探测信号有效带宽、回波信号时间延迟、混频器阵列输出中频信号频率、探测目标位置相互关系示意图I；

图2（b）为探测信号有效带宽、回波信号时间延迟、混频器阵列输出中频信号频率、探测目标位置相互关系示意图II；

图2（c）为探测信号有效带宽、回波信号时间延迟、混频器阵列输出中频信号频率、探测目标位置相互关系示意图III；

图3为探测区域目标成像的基本流程；

图4为本发明的探测成像装置实施例示意图。

其中，1.信号处理与成像模块，2.多路数据采集模块，3.混频器阵列，4.低噪声放大器阵列，5.接收天线阵列，6.发射天线阵列，7.线性调频源。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种近程高分辨率探测成像装置，线性调频源7分别与发射天线阵列6和混频器阵列3相连，所述发射天线阵列6与接收天线阵列5相配合，所述接收天线阵列5通过低噪声放大器阵列4与混频器阵列3相连，所述混频器阵列3与多路数据采集模块2相连，所述多路数据采集模块2和信号处理与成像模块1相连。

本装置中，各个部件的连接关系及功能如下：

（1）线性调频源7与发射天线阵列6、混频器阵列3相连，产生宽带线性调频信号并作为发射信号输出至发射天线阵列6，同时也作为本振信号输出至混频器阵列3；

（2）接收天线阵列5通过低噪声放大器阵列4与混频器阵列3相连，收到目标回波信号后经低噪声放大器阵列4放大并输出至混频器阵列3；

（3）混频器阵列3与多路数据采集模块2相连，将目标回波信号与本振信号混频后得到中频信号，并输出至多路数据采集模块2，目标回波信号相对于发射信号的延迟时间包含在中频信号的频谱中；

（4）信号处理与成像模块1同多路数据采集模块2相连，根据发射天线和接收天线的位置、探测信号传播路径的介质特性、中频信号的频谱，通过计算得到目标的位置信息；

（5）信号处理与成像模块1将发射和接收天线阵列的多个收发天线对分别测得的目标位置信息进行相干叠加，并叠加上背景信息从而实现探测区域的实时成像。

本装置中，信号处理与成像模块1能够根据探测距离的不同，分段计算探测信号的有效带宽并确定不同探测区域的成像分辨率，实现成像分辨率随探测区域距离远近自适应调整，然后依此进行成像，降低运算量，提高成像速度。

本装置对于较远距离的探测，通过在线性调频源7与混频器阵列3之间增加延时单元将本振信号延迟固定时间后再与目标回波信号混频，或者线性调频源7拥有两个相同振荡器并将其中一个延时触发得到滞后于发射信号的本振信号与目标回波信号混频，增大装置有效带宽，提高远距离探测成像的分辨率。

本装置可以以宽带微波信号作为探测信号，穿透墙壁、地层、废墟等障碍物，对探测区域进行高分辨率成像。

如图2（a）、图2（b）、图2（c）所示，发射信号为线性调频信号，起始频率为f₀，带宽为B，扫描时间为T₀，目标回波信号相对于发射信号的延迟时间为Δt，混频器阵列输出的中频信号频率为Δf，对应的目标位置为p，此时探测信号的有效带宽为B_e，满足

中频信号是包含目标位置信息的唯一信号，不同的目标距离对应不同的回波延时，不同的回波延时对应不同的中频信号频率，它们之间成线性关系，满足 $R=\frac{v}{2}\·\mathrm{\Δt}=\frac{v}{2}\·\frac{T_0}{B}\·\mathrm{\Δf}=\frac{v{T}_0}{2B}\·\mathrm{\Δf},$ $v=c/\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r},$ 式中R为目标距离，c为光速，ε_r为传播介质的相对介电常数，v为电磁波在传播介质中的传播速度，也就是说，目标距离R与混频器阵列输出的中频信号频率Δf成正比。信号处理与成像模块1通过FFT运算分析中频信号的频谱，并结合发射天线和接收天线的位置、探测信号传播路径的介质特性，通过计算得到目标的位置信息，最后将发射和接收天线阵列的多个收发天线对分别测得的目标位置信息进行相干叠加，并叠加上背景信息从而实现探测区域的实时成像。

由图2及上述分析可知，不同的目标距离对应不同的有效带宽，探测信号的有效带宽随探测距离的增加而减小，满足

而装置的成像分辨率仅与有效带宽有关，有效带宽越大，分辨率越高。因此，信号处理与成像模块1可以按照探测距离的不同将探测范围划分成不同的探测区域，分别计算各自的有效带宽并确定成像分辨率，实现分辨率随探测区域距离远近自适应调整，尽可能减少成像的点数，以降低运算量，提高成像速度。对于较远距离的探测，则也可以将发射信号延迟固定时间后再与目标回波信号混频，以增大有效带宽，提高远距离探测成像的分辨率。

如图3所示，为探测区域目标成像基本流程图，一种基于近程高分辨率探测成像装置的探测成像方法，具体步骤为：

步骤一：确定探测区域，传播介质的介电常数及成像分辨率，线性调频源输出两路调频信号，一路作为发射信号经发射天线阵列辐射，另一路被作为本振信号输出至混频器阵列；

步骤二：确定第i组收发天线对对应相应点的传播路径l_i(A)及探测区域每一点相对每组收发天线对的信号传播时间t_i(A)，将t_i(A)存储到高速存储器；

步骤三：接收天线阵列接收探测目标反射的回波信号，输出至混频器阵列，与步骤一中所述的本振信号经混频器阵列混频得到中频信号；

步骤四：对混频器阵列中的每个混频器输出的中频信号处理得到其频谱，并将第i个混频器的频谱记为S_i(Δf)，并根据混频器输出中频信号的频谱得到目标散射信号的时延谱S_i(Δt)；

步骤五：判断环境参数和成像分辨率是否发生调整，如果环境参数和成像分辨率发生改变则返回步骤一，如果环境参数和成像分辨率未改变则判断是否需要对环境背景成像，如果需要对背景成像则执行步骤六，如果需要对目标信号成像则执行步骤七；

步骤六：去除目标信号，保留背景信号，然后计算S_i(Δt)对应的后向散射信号幅度值，计算L个收发天线对的后向散射信号的幅度值，进行相干叠加得到PBG_total(A)，将其存储至高速存储器；

步骤七：提取目标信号，然后计算S_i(Δt)对应的后向散射信号幅度值，计算L个收发天线对的后向散射信号的幅度值，进行相干叠加后得到P_total（A)，再与存至高速存储器的PBG_total(A)叠加后得到最终的探测区域的成像，得到探测目标的位置信息。

根据探测区域的实际情况，计算探测区域每一点相对每组收发天线对的信号传播路径。探测区域长为M点，宽为N点，收发天线对的数目为L，共进行M*N*L组运算，探测区域任意一点A相对于第i组收发天线对的传播路径记为l_i(A)。

根据如下公式，计算探测区域每一点相对每组收发天线对的信号传播时间。

t_i(A)＝l_i(A)/v

$v=c/\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}$

对混频器阵列3中每个混频器输出的中频信号进行FFT变换，得到其频谱，第i个混频器输出中频信号的频谱记为S_i(Δf)。

根据如下公式进行变换，得到目标散射信号的时延谱S_i(Δt)。

Δt-td_i＝(Δf/B)·T₀＝(T₀B)·Δf

Δf＝(BT₀)·(Δt-td_i)

根据如下公式，计算探测区域每一点相对每组收发天线对的后向散射信号幅度值，得到探测目标的位置信息。

所述步骤六和步骤七中对目标位置信息进行相干叠加进行成像的过程如下：

根据如下公式，将每组收发天线对分别测得的目标位置信息进行相干叠加，得到探测区域的成像。

$P\left(A\right)={\mathrm{\Σ}}_l^L{P}_i\left(A\right),i=\mathrm{1,2}...,L$

其中：c为光速，ε_r为传播介质的相对介电常数，v为电磁波在传播介质中的传播速度，B为宽带线性调频信号的带宽，T₀为扫描时间，Δt为目标回波信号相对于发射信号的延迟时间，Δf为混频器阵列输出的中频信号频率，也即本振信号与回波信号的差频。

所述目标回波信号相对于发射信号的延迟时间Δt、混频器阵列3输出的中频信号频率Δf与目标距离R的关系如下：

R＝v·(Δt/2)＝(v2)·((Δf/B)·T₀+td_i)＝(vT₀2B)·Δf+v·td_i2

即目标距离R与目标回波信号相对于发射信号的延迟时间Δt成正比，与混频器阵列3输出的中频信号频率Δf成正比。

所述目标回波信号相对于发射信号的延迟时间Δt、目标距离R与探测信号的有效带宽的关系如下：

$B_e=B(1-\mathrm{\Δt}/T_0)=B(1-\frac{2R}{v{T}_0}),{\mathrm{td}}_i=0$

B_e＝B(1-（Δt-td_i）T₀)，td_i≠0

Δt＝2Rv

其中：B_e为探测信号的有效带宽，随延迟时间Δt的减小而增大，随目标距离R的增大而减小。

根据探测距离的不同，分段计算探测信号的有效带宽并确定不同探测区域的成像分辨率，所述探测信号有效带宽B_e与目标距离分辨率Δr的关系如下：

Δr＝v/2B_e。

其中：Δr为目标距离分辨率，由探测信号有效带宽B_e唯一决定，随B_e的增大而减小。

所述接收天线阵列5能够沿水平和竖直方向同时排列接收天线，实现探测区域的三维成像。

如上所述的近程高分辨率探测成像方法，其特征在于：根据探测距离的不同，分段计算探测信号的有效带宽并确定不同探测区域的成像分辨率，实现分辨率随探测区域距离远近自适应调整，然后依此进行成像，减少探测区域成像的像素点数，降低运算量，提高成像速度。

如上所述的近程高分辨率探测成像方法，其特征在于：计算探测区域每一点相对每组收发天线对的信号传播路径和传播时间后，将计算结果置入高速存储器，然后每次成像时，只要环境未发生变化且成像分辨率未进行调整，就可从高速存储器中直接读取使用，而不需重新进行M*N*L组运算，大幅提高成像速度。

如上所述的近程高分辨率探测成像方法，其特征在于：提前将环境背景信号预映射至成像区域并置入高速存储器，然后每次成像时，只对发生变化的目标散射信号进行少量计算处理，避免全时长信号数据的映射计算，大幅降低成像算法的运算量。

如上所述的近程高分辨率探测成像方法，其特征在于：对于较远距离的探测，将本振信号延迟固定时间后再与目标回波信号混频，增大有效带宽，提高远距离探测成像的分辨率。

如图4所示，探测成像装置使用宽带微波线性调频源，采用1发4收天线阵列发射和接收探测信号，穿透墙壁对探测区域进行高分辨率成像，其中T为发射天线，R₁-R₄为接收天线。对应于4个接收天线，装置共有4路放大、混频及数据采集通道，其中1、4路可以选择在线性调频源7与混频器阵列3之间增加微波延迟线作为延时单元用于远距离探测提高成像分辨率。信号处理与成像模块1将4个收发天线对分别测得的目标位置信息进行相干叠加，并叠加上背景信息即可实现探测区域的实时成像。

图4中的测试场景如下：探测目标位于墙壁后5米内空间，探测信号在空间传输的距离最大为2*5=10米，加上信号收发通道和本地振荡通道的固有信道差4.2米，可得探测目标空间变化距离范围为4.2米-14.2米；扫频源参数设置：扫描带宽2Ghz，扫描时间40ms，根据探测目标空间变化范围，可得混频后输出中频信号的范围为700Hz-2.4KHz；天线阵列1发4收水平排列，叠加4个收发天线对分别测得的目标位置信息进行成像，可达到十几厘米的距离分辨率。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种近程高分辨率探测成像装置，其特征是，它包括线性调频源，线性调频源分别与发射天线阵列和混频器阵列相连，所述发射天线阵列与接收天线阵列相配合，所述接收天线阵列通过低噪声放大器阵列与混频器阵列相连，所述混频器阵列与多路数据采集模块相连，所述多路数据采集模块与信号处理与成像模块相连。

2.如权利要求1所述一种近程高分辨率探测成像装置，其特征是，所述线性调频源与混频器间还设有延时单元。

3.如权利要求1所述一种近程高分辨率探测成像装置，其特征是，所述发射天线阵列与接收天线阵列采用1发多收的天线阵列。

4.一种基于近程高分辨率探测成像装置的探测成像方法，其特征是，具体步骤为：

步骤一：确定探测区域，传播介质的介电常数及成像分辨率，线性调频源输出两路调频信号，一路作为发射信号经发射天线阵列辐射，另一路被作为本振信号输出至混频器阵列；

步骤二：确定第i组收发天线对对应相应点的传播路径l_i(A)及探测区域每一点相对每组收发天线对的信号传播时间t_i(A)，将t_i(A)存储到高速存储器；

步骤三：接收天线阵列接收探测目标反射的回波信号，输出至混频器阵列，与步骤一中所述的本振信号经混频器阵列混频得到中频信号；

步骤四：对混频器阵列中的每个混频器输出的中频信号处理得到其频谱，并将第i个混频器的频谱记为S_i(Δf)，并根据混频器输出中频信号的频谱得到目标散射信号的时延谱S_i(Δt)；

步骤五：判断环境参数和成像分辨率是否发生调整，如果环境参数和成像分辨率发生改变则返回步骤一，如果环境参数和成像分辨率未改变则判断是否需要对环境背景成像，如果需要对背景成像则执行步骤六，如果需要对目标信号成像则执行步骤七；

步骤六：去除目标信号，保留背景信号，然后计算S_i(Δt)对应的后向散射信号幅度值，计算L个收发天线对的后向散射信号的幅度值，进行相干叠加得到PBG_total(A)，将其存储至高速存储器；

步骤七：提取目标信号，然后计算S_i(Δt)对应的后向散射信号幅度值，计算L个收发天线对的后向散射信号的幅度值，进行相干叠加后得到P_total(A)，再与存至高速存储器的PBG_total(A)叠加后得到最终的探测区域的成像，得到探测目标的位置信息。

5.如权利要求4所述的探测成像方法，其特征是，所述步骤二的具体步骤为：

（2-1）确定第i组收发天线对对应M*N个点的传播路径l_i(A),探测区域长为M点，宽为N点，收发天线对的数目为L，则需M*N*L组运算，探测区域任意一点A相对于第i组收发天线对的传播路径记为l_i(A)；

（2-2）根据步骤（2-1）中的传播路径，确定探测区域每一点相对每组收发天线对的信号传播时间，并将每组收发天线对的信号传播时间t_i(A)存储到高速存储器；。

t_i(A)＝l_i(A)/v

$v=c/\sqrt{{\mathrm{\ϵ}}_r}.$

6.如权利要求4所述的探测成像方法，其特征是，所述步骤四的具体步骤为：

根据混频器输出中频信号的频谱S_i(Δf)，并利用公式：

Δt-td_i＝(Δf/B)·T₀＝(T₀/B)·Δf

Δf＝(B/T₀)·(Δt-td_i)

得到目标散射信号的时延谱S_i(Δt)，其中，B为宽带线性调频信号的带宽，td_i为线性调频源与第i个混频器间延时单元的延迟时间。

7.如权利要求4所述的探测成像方法，其特征是，所述步骤五中成像的分辨率计算步骤为：

根据探测距离的不同，分段计算探测信号的有效带宽并确定不同探测区域成像的分辨率；

目标回波信号相对于发射信号的延迟时间Δt、目标距离R与探测信号的有效带宽的关系如下：

$B_e=B(1-\mathrm{\Δt}/T_0)=B(1-\frac{2R}{v{T}_0}),{\mathrm{td}}_i=0$

B_e＝B(1-（Δt-td_i）/T₀)，td_i≠0

Δt＝2R/v

所述探测信号有效带宽B_e与目标距离分辨率Δr的关系如下:

Δr＝v/2B_e

8.如权利要求4所述的探测成像方法，其特征是，所述步骤六的具体步骤为：

（6-1）去除目标信号仅保留环境背景信号得到时延谱S_i,BG(Δt)，然后读取存储在高速存储器的信号传播时间t_i(A)，将每个t_i(A)时间点对应的S_i,BG(Δt)幅值赋给P_i,BG(A)；

（6-2）将L个收发天线对的P_i,BG(A)相干叠加，得到PBG_total(A)，存储至高速存储器；

9.如权利要求4所述的探测成像方法，其特征是，所述步骤七的具体步骤为：

（7-1）根据点目标的散射信号在时延谱S_i(Δt)上的脉冲特性提取目标信号得到时延谱S_i,Tget(Δt)，并读取存储在高速存储器的信号传播时间t_i(A)，将每个t_i(A)时间点对应的S_i,Tget(Δt)幅值赋给P_i,Tget(A)；

（7-2）对步骤（7-1）中L个天线的P_i,Tget(A)相干叠加得到P_total(A)；

（7-3）将步骤（7-2）中的P_total(A)叠加上步骤（6-2）中高速存储器的PBG_total(A)得到新的P_total(A)，得到最终的探测区域的成像及探测目标的位置信息。

10.如权利要求4所述的探测成像方法，其特征是，所述步骤三中接收天线阵列接收回波信号之后经低噪声放大器送入混频器阵列。

其中：c为光速，ε_r为传播介质的相对介电常数，v为电磁波在传播介质中的传播速度，B为宽带线性调频信号的带宽，T₀为扫描时间，Δt为目标回波信号相对于发射信号的延迟时间，Δf为混频器阵列输出的中频信号频率，也即本振信号与回波信号的差频。

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