3、目標(biāo)的近場成像

目標(biāo)成像的研究已有幾十年的歷史了，其研究成果早已用于醫(yī)學(xué)的X光診斷及雷達(dá)的目標(biāo)識別。用近場研究目標(biāo)的像是80年代末才開始的，它是在已知目標(biāo)散射近場和入射場情況下，利用微波分集技術(shù)，逆推或反演表征目標(biāo)幾何特征的目標(biāo)函數(shù)，由目標(biāo)函數(shù)給出目標(biāo)的幾何形狀，這一過程稱為目標(biāo)的近場成像。

3.1、目標(biāo)近場成像的發(fā)展?fàn)顟B(tài)

從90年代末至今，近場微波成像已經(jīng)引起了學(xué)者們的濃厚興趣，但由于常規(guī)目標(biāo)散射近場的復(fù)雜性，致使近場微波成像遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于遠(yuǎn)場成像。近場微波成像中，著眼于潛在的應(yīng)用，目標(biāo)函數(shù)既可以是理想導(dǎo)體目標(biāo)的輪廓函數(shù)，也可以是目標(biāo)介電常數(shù)的分布函數(shù)。從照射天線與成像目標(biāo)的相對運(yùn)動方式來看，近場微波成像有兩種模式：即直線掃描模式和轉(zhuǎn)臺模式，研究方法可分為電磁逆散射法和球背向投影法（Spherical Back Projection，簡寫為SBP）。其中電磁逆散射法散射機(jī)理清晰，但數(shù)學(xué)公式復(fù)雜且有很大的局限性，因而，實際中使用較少；而球背向投影法在實際中使用較多。利用球背向投影法在直線掃描模式和轉(zhuǎn)臺模式情況下的目標(biāo)函數(shù)解析公式已經(jīng)給出。

3.2、目標(biāo)的近場成像研究的進(jìn)展程度

近幾年來，目標(biāo)近場成像研究在以下幾方面取得了可喜的進(jìn)展：

（1）目標(biāo)近場成像的理論建模

球背向投影法在直線掃描模式和轉(zhuǎn)臺模式情況下，金屬導(dǎo)體像的目標(biāo)函數(shù)解析表達(dá)式已經(jīng)給出^［19］，非金屬導(dǎo)體像的目標(biāo)介電常數(shù)的分布函數(shù)^［19］也有顯式解。

（2）目標(biāo)近場成像的實驗研究

近場成像實驗與常規(guī)的近場散射實驗相比，其顯著差別就在于成像實驗要進(jìn)行掃頻測量，這是理論所要求的。這樣，測量系統(tǒng)就必須具備寬頻帶特性。發(fā)射、接收系統(tǒng)儀器的系統(tǒng)誤差可以通過儀器自行校準(zhǔn)進(jìn)行消除，寬帶發(fā)射、接收探頭（天線）由于口徑尺寸較大以及與目標(biāo)之間的電磁耦合，所以對其發(fā)射、接收的電磁場必須進(jìn)行修正，修正的方法是在它們發(fā)射、接收的電磁場中乘以復(fù)系數(shù)，系數(shù)的量值由理論值與測量值的比值來定。

在此修正理論下，對金屬長方體、圓柱體以及四尾翼導(dǎo)彈模型進(jìn)行了實驗測量，其成像結(jié)果是令人滿意的。

3.3、目標(biāo)的近場成像研究需要探討的問題

（1）成像的分辨率

從成像實驗的結(jié)果來看，與實物相比較，目標(biāo)像的局部地方還有明顯的失真，造成這種現(xiàn)象的原因之一就是成像的分辨率不夠，因此，高分辨率數(shù)據(jù)處理方法仍須進(jìn)一步探討。

（2）廣義成像理論的研究。

（3）誤差分析。

4、結(jié)束語

該文從整體的觀點出發(fā)闡述了輻射、散射、成像近場測量技術(shù)的發(fā)展動態(tài)和研究成果，對于各個研究方向的局部問題并未涉及到，目的是愿同行們從宏觀上了解該技術(shù)的發(fā)展水平，為同行們的進(jìn)一步研究提供一個必要的信息。

作者：張福順，焦永昌，馬金平，劉其中，張進(jìn)民，毛乃宏