發(fā)布時間：2019-05-27 22:57

【摘要】：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。本文聚焦于主動式近距離毫米波成像中的距離徙動成像算法,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MIMO線陣的距離徙動算法,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,本文分別針對這兩種成像模式研究了相應(yīng)的距離徙動成像算法。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,研究了極坐標(biāo)下的距離徙動算法。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。該算法不僅計算量小,而且在算法中避免了相位上的近似處理,相位補償精度高,成像聚焦效果好。再次,在成像面垂直于掃描軌道面的柱面成像模式中,由于距離徙動算法在成像過程的相位項近似處理,造成成像圖像的旁瓣較高,本文比較了精確相位項和近似相位項的成像結(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、喇叭天線和計算機等設(shè)備,構(gòu)建了Ka波段的毫米波轉(zhuǎn)臺實驗平臺。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算法進(jìn)行成像處理。實驗結(jié)果表明,平面成像模式的圖像成像效果較好,分辨率可達(dá)毫米級;柱面成像模式的分辨率相對較差,且存在斜向下延伸的旁瓣,但仍能判斷出危險品大致輪廓。實驗結(jié)果證實了本文所提方案在人體藏匿危險品成像中的有效性。
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【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X924

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2486516