主動(dòng)式近距離毫米波成像的距離徙動(dòng)算法研究.pdf

1、近年來，公共安全受到了越來越嚴(yán)重的恐怖威脅，針對人體藏匿危險(xiǎn)品的安檢成像變得尤為重要。毫米波波長短，成像分辨率高，能夠穿透衣物，且不產(chǎn)生電離輻射，因此是公共場合人體安檢成像的理想頻段。本文聚焦于主動(dòng)式近距離毫米波成像中的距離徙動(dòng)成像算法，分別研究了該算法應(yīng)用于多輸入多輸出(multiple-input multiple-output，MIMO)陣列線性掃描和單通道圓周掃描近距離安檢成像的若干問題。
　　首先，研究了密集陣列和MIM

2、O線陣的距離徙動(dòng)算法，針對近場成像中存在的嚴(yán)重距離彎曲問題，根據(jù)波數(shù)分量之間的關(guān)系，采用相位平移插值法，將原始數(shù)據(jù)插值到均勻的空間頻率下，減少了稀疏MIMO線陣成像過程中的混疊效應(yīng)和偽像。
　　其次，借鑒圓周合成孔徑雷達(dá)(circular synthetic aperture radar,CSAR)的原理，提出一種面向人體安檢的斜視圓周掃描成像方案，該方案可對平行于掃描軌道面的平面和垂直于掃描軌道面的柱面進(jìn)行成像，本文分別針對這兩

3、種成像模式研究了相應(yīng)的距離徙動(dòng)成像算法。在成像平面平行于掃描軌道面的成像模式中，根據(jù)圓周掃描的數(shù)據(jù)采集過程具有的極坐標(biāo)特點(diǎn)，研究了極坐標(biāo)下的距離徙動(dòng)算法。該算法針對原始的極坐標(biāo)數(shù)據(jù)，先把斜平面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地平面數(shù)據(jù)，接著經(jīng)濾波獲得極坐標(biāo)空間頻率域數(shù)據(jù)，然后從極坐標(biāo)系插值到直角坐標(biāo)系，最終通過二維逆傅里葉變換得到重建圖像。該算法不僅計(jì)算量小，而且在算法中避免了相位上的近似處理，相位補(bǔ)償精度高，成像聚焦效果好。
　　再次，在成像面垂直于

4、掃描軌道面的柱面成像模式中，由于距離徙動(dòng)算法在成像過程的相位項(xiàng)近似處理，造成成像圖像的旁瓣較高，本文比較了精確相位項(xiàng)和近似相位項(xiàng)的成像結(jié)果，總結(jié)了旁瓣產(chǎn)生規(guī)律。
　　最后，本文利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、高精度轉(zhuǎn)臺、喇叭天線和計(jì)算機(jī)等設(shè)備，構(gòu)建了Ka波段的毫米波轉(zhuǎn)臺實(shí)驗(yàn)平臺。針對本文所提方案的兩種成像模式，分別采集了手槍、剪刀等目標(biāo)的全方位散射數(shù)據(jù)，并利用前文所述的距離徙動(dòng)算法進(jìn)行成像處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，平面成像模式的圖像成像效果較好，分