3、目標的近場成像

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

3.1、目標近場成像的發展狀態

從90年代末至今，近場微波成像已經引起了學者們的濃厚興趣，但由于常規目標散射近場的復雜性，致使近場微波成像遠遠滯后于遠場成像。近場微波成像中，著眼于潛在的應用，目標函數既可以是理想導體目標的輪廓函數，也可以是目標介電常數的分布函數。從照射天線與成像目標的相對運動方式來看，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理清晰，但數學公式復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臺模式情況下的目標函數解析公式已經給出。

3.2、目標的近場成像研究的進展程度

近幾年來，目標近場成像研究在以下幾方面取得了可喜的進展：

（1）目標近場成像的理論建模

球背向投影法在直線掃描模式和轉臺模式情況下，金屬導體像的目標函數解析表達式已經給出^［19］，非金屬導體像的目標介電常數的分布函數^［19］也有顯式解。

（2）目標近場成像的實驗研究

近場成像實驗與常規的近場散射實驗相比，其顯著差別就在于成像實驗要進行掃頻測量，這是理論所要求的。這樣，測量系統就必須具備寬頻帶特性。發射、接收系統儀器的系統誤差可以通過儀器自行校準進行消除，寬帶發射、接收探頭（天線）由于口徑尺寸較大以及與目標之間的電磁耦合，所以對其發射、接收的電磁場必須進行修正，修正的方法是在它們發射、接收的電磁場中乘以復系數，系數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彈模型進行了實驗測量，其成像結果是令人滿意的。

3.3、目標的近場成像研究需要探討的問題

（1）成像的分辨率

從成像實驗的結果來看，與實物相比較，目標像的局部地方還有明顯的失真，造成這種現象的原因之一就是成像的分辨率不夠，因此，高分辨率數據處理方法仍須進一步探討。

（2）廣義成像理論的研究。

（3）誤差分析。

4、結束語

該文從整體的觀點出發闡述了輻射、散射、成像近場測量技術的發展動態和研究成果，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的發展水平，為同行們的進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，張進民，毛乃宏