【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二维电磁逆散射成像，尤其涉及一种基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法。
技术介绍
1、电磁逆散射(isps)成像广泛应用于遥感、石油勘探、隔墙成像和医学成像等领域。电磁逆散射问题旨在利用已知的入射场和接收器接收到的散射场信息，重构感兴趣区域内散射体目标的位置、几何形状和本构参数。由于接收的天线数量远远小于被离散的未知数个数，电磁逆散射问题呈现出固有的病态性；同时，电磁波在物体内部的多次逆散射效应导致严重的非线性，这些因素给问题的求解带来了极大的挑战。为应对这些挑战，非线性逆散射问题的解决方法通常可分为两类：线性反演方法和非线性迭代方法。线性反演方法通常基于波恩近似，适用于处理弱散射体情况，通过忽略感兴趣区域内的多重散射效应将感兴趣区域内的总散射场近似为入射场进行反演。然而，随着介电常数的增加，感兴趣区域内的多重散射效应的影响变得显著，使得此类线性方法仅适用于弱散射体。非线性迭代方法则将逆问题转化为优化问题，通过更新参数以最小化目标函数，例如对比源反演法(csi)和子空间优化法(som)等。这些基于lsie模型的方法适用于中等散射体，但在处理高对比度或电大尺寸的强散射体时可能会陷入局部解。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法，以解决上述的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的一种基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法的具体技术方案如下：
3、一种基于轨道角动量的高对比度目标超
4、步骤1、在二维电磁逆散射模型中，采用半径为3*λ均匀圆环阵列产生不同模式的oam电磁波，不同模式oam电磁波照射感兴趣区域内的目标，接收器来探测散射场数据，其中λ为波长；
5、步骤2、利用轨道角动量衍射层析成像oam-dt方法，在获得散射场数据之后经过波恩近似求得对比度的初始值信息；
6、步骤3、获得对比度的初始信息后，通过电磁逆散射非线性成像fbe-cie-i方法对目标区域进行反演成像，进而获取目标信息，实现超分辨成像。
7、进一步的，所述步骤1包括如下具体步骤：
8、均匀圆环阵列产生oam电磁波入射场为：
9、
10、其中相邻发射源之间的相位差l表示拓扑电荷，也称为oam电磁波模式数。
11、进一步的，所述步骤2包括如下具体步骤：
12、在oam电磁波入射下经过波恩近似的散射场为：
13、
14、采用tikhonov正则化方法求解对比度χ获得对比度初始值：
15、χ＝(a*·a+αi*·i)-1·a*·es。 (3)
16、进一步的，所述步骤3包括如下具体步骤：
17、在fbe-cie-i中，对比源函数由离散傅里叶基来表示，即
18、
19、其中，idft(·)表示二维离散傅里叶逆变换，vec{·}表示向量化操作，表示二维傅里叶系数张量，其大小为m1xm2，张量的四个角包含四个大小为mf的非零块，非零元素对应着傅里叶低频分量，而零元素对应了傅里叶高频分量，将二维离散傅里叶反变换记为对比源表示为：
20、
21、反演的目标方程定义为：
22、
23、其中，分别为cie-i模型的数据方程和状态方程，
24、
25、进一步的，所述步骤3中详细反演过程包括如下步骤：
26、步骤3.1、n＝0：初始化参数，计算修正对比度r、初始傅里叶系数0
27、以及初始梯度gp,0设为0,为β设定一个较大的值，并选择一个合适大小的mf值。
28、步骤3.2、使用共轭梯度法更新系数
29、
30、其中dp,n为第n次迭代的步长，vp,n为第n次迭代的共轭梯度方向；
31、步骤3.3、更新对比源和总场
32、步骤3.4、通过最小二乘法更新修正对比度；
33、步骤3.5、根据修正对比度函数更新对比度函数：
34、步骤3.6、设置终止条件，如果终止条件满足，则停止迭代，否则设置n＝n+1，
35、返回步骤3.2。
36、本专利技术的一种基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法具有以下优点：
37、本专利技术的基于轨道角动量的高对比目标超分辨成像方法，在高对比度目标情况下，设计了轨道角动量入射波，使用波恩近似的oam-dt方法求得对比度初始中，初始对比度中包含的目标倏逝波信息经过cie-i反演方法进行三轮迭代优化可以得到充分利用。
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1.一种基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤1包括如下具体步骤：
3.根据权利要求1所述的基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤2包括如下具体步骤：
4.根据权利要求1所述的基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤3包括如下具体步骤：
5.根据权利要求1所述的基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤3中详细反演过程包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法，其特征在于，所述步骤1包括如下具体步骤：
3.根据权利要求1所述的基于轨道角动量的高对比度目标超分辨成像方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯莎莎，徐魁文，
申请(专利权)人：绍兴杭电集成电路研发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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