【摘要】：毫米波成像對(duì)衣物有著較為良好的穿透性和對(duì)金屬物品的靈敏識(shí)別特性,由于波長(zhǎng)較短,在成像方面可以獲得較好的分辨率,而且被動(dòng)毫米波成像完全不對(duì)外輻射毫米波,對(duì)人體安全無(wú)害,故而廣泛應(yīng)用于隱匿危險(xiǎn)物品探測(cè)和安檢成像。本文應(yīng)用了光場(chǎng)相機(jī)的數(shù)字重聚焦原理,致力于研究一種非配合式,高效率的應(yīng)用于安檢成像的被動(dòng)毫米波焦距捷變成像系統(tǒng)。本文提出的基于被動(dòng)毫米波的焦距捷變成像系統(tǒng)分為以下幾個(gè)研究部分,(1)光場(chǎng)成像的原理分析,四維坐標(biāo)系的建立,光線的雙平面參數(shù)化法表征。(2)準(zhǔn)光路模型的建立,包括主透鏡,微透鏡陣列,輻射計(jì)陣列以及透鏡表面方程的計(jì)算,系統(tǒng)的優(yōu)化。(3)數(shù)字重聚焦算法的研究,將采集的光場(chǎng)信息表示成五維矩陣的格式,先得到多幅子孔徑的圖像,然后通過(guò)移動(dòng)光場(chǎng)的切片到同一個(gè)深度,然后再相加所有子孔徑的圖像來(lái)達(dá)到重聚焦的效果。并以光場(chǎng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了圖像聚焦景深的變化。(4)整體模型的聯(lián)合仿真,得到毫米波波段輻射場(chǎng)的具體信息,表示成五維矩陣,利用重聚焦算法實(shí)現(xiàn)焦距捷變。上述的被動(dòng)毫米波焦距捷變成像系統(tǒng)的各個(gè)原件都在電磁仿真軟件FEKO中建立了相應(yīng)的模型,進(jìn)行了仿真測(cè)試,得到了毫米波輻射場(chǎng)的信息,對(duì)這些數(shù)據(jù)處理之后進(jìn)行數(shù)值重聚焦成像,結(jié)果可以清晰地分辨出焦聚平面的變化。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN015;TP391.41
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文機(jī)構(gòu)以美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）和德國(guó)慕尼黑大學(xué)最國(guó)慕尼黑大學(xué)從 2006 年起開始研究毫米波段調(diào)頻連續(xù)天線，20的天線作為饋源進(jìn)行主動(dòng)毫米波成像實(shí)驗(yàn)，方向分辨率為 3 mm，率約為 1.5 mm。2009 年以后研究了一系列提高成像分辨率額算涉聚焦用于人體成像，之后轉(zhuǎn)向合成孔徑和稀疏孔徑成像方向，像技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。國(guó)天平洋西北實(shí)驗(yàn)室（PNNL）從上世界 90 年代開始進(jìn)行毫米波究，前期研發(fā)了很多用于毫米波波段甚至太赫茲波段的雷達(dá)成像8 年，實(shí)驗(yàn)了了一款 350 GHz 的主動(dòng)毫米波安檢成像系統(tǒng)[15]，后業(yè)化，經(jīng)過(guò) L-3 Communications 許可，制造設(shè)計(jì)了 ProVision 商用成像系統(tǒng)。圖 1-1 所示為 2008 年設(shè)計(jì)的 350 GHz 的主動(dòng)毫米波安實(shí)物圖。

圖 1-2 用 350 GHz 成像系統(tǒng)對(duì)金屬手槍實(shí)驗(yàn)成像009 年，PNNL 開發(fā)了在 350 GHz 頻段附近工作的三維該原型系統(tǒng)通過(guò)把聚焦光學(xué)器件耦合到高速鏡像掃描系可以在 10 秒內(nèi)獲得圖像[18]。圖 1-3 是對(duì)攜帶隱藏模擬爆，包含光學(xué)圖像（左一）和多個(gè)角度的毫米波成像投影統(tǒng)的分辨率達(dá)到了并超過(guò)了設(shè)計(jì)預(yù)期。橫向分辨率受衍.0 厘米。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2716562