隨著公共場合人們對安檢要求的不斷提高,安檢成像的精確性和安全性成了近年來的研究熱點,而毫米波成像具有可穿透性和安全性的雙重優(yōu)點。本文依據(jù)近場安檢成像的特點,引入近場響應(yīng)模型,仿真研究常規(guī)波束形成算法和自適應(yīng)波束形成算法,在此基礎(chǔ)上,將波束形成算法與非均勻快速傅里葉變換(NUFFT)成像算法相結(jié)合,更加清晰地還原成像目標圖像。依據(jù)毫米波近場安檢成像地特點,論文推導(dǎo)了適用于安檢成像系統(tǒng)的近場陣列信號傳播方程,并以此為基礎(chǔ),在一維均勻線陣的條件下,與常規(guī)波束形成結(jié)合,仿真研究了天線數(shù)量與波束寬度的關(guān)系。仿真結(jié)果表明:天線數(shù)量越多,主瓣波束越窄,空間分辨率越高。針對常規(guī)波束形成算法不能有效濾除干擾信號的缺點,將自適應(yīng)波束形成算法應(yīng)用于近場陣列信號傳播方程。對三種自適應(yīng)波束形成算法分別在角度維和距離維進行了仿真研究,仿真結(jié)果表明自適應(yīng)波束形成算法可以在干擾信號處形成凹陷,更好地在距離維對期望信號進行定位。將NUFFT的二維成像算法與近場波束形成算法相結(jié)合。對天線接收到的回波信號先進行波束形成處理,再進行方位向FFT變換,與匹配函數(shù)相乘后,通過二維逆NUFFT變換,從而得到目標的散射系數(shù),復(fù)原目標圖像。仿真結(jié)果表明:NUFFT二維成像算法可以很好地實現(xiàn)圖像重構(gòu),在減少運算量的情況下,其與離散傅里葉變換輸出之間的誤差達到10~(-6)量級;增加天線陣元的數(shù)量可以更好地還原出噪聲功率大的空間點目標圖像;結(jié)合自適應(yīng)波束形成的NUFFT算法比結(jié)合常規(guī)波束形成NUFFT算法可以更好地減弱噪聲的影響,更加清晰地還原出空間目標圖像。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN015
【部分圖文】：

圖1-1 Provison 毫米波成像儀安檢成像系統(tǒng)o公司研發(fā)出一種基于毫米波成像圖1-2所示，Eqo成像系統(tǒng)的外觀與是通過平面天線陣列對被測目標率為4*4mm，具備實時成像能力。圖1-2 Eqo毫米波成像安全檢查門

圖1-1 Provison 毫米波成像儀于平面陣的安檢成像系統(tǒng)iths Detectio公司研發(fā)出一種基于毫米波成像的安檢系統(tǒng)查門[19]。如圖1-2所示，Eqo成像系統(tǒng)的外觀與常規(guī)安檢門機械掃描，而是通過平面天線陣列對被測目標掃描進行實為1m，分辨率為4*4mm，具備實時成像能力。

數(shù)量對波束形成的影響。2.1 主動式毫米波成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計主動式毫米波成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型如圖2-1所示。圖中左側(cè)是由天線陣列的發(fā)射端和接收端組成的天線掃描平面，在掃面平面的右側(cè)距離為 0的位置是安檢對象，其與天線掃面陣列平面是平行的。假設(shè)天線陣元均勻的分布在x軸上，掃描的最大范圍是[-x,x]，毫米波安檢系統(tǒng)是通過發(fā)射端定向的發(fā)射出毫米波，該毫米波信號會照射到被檢測對象上，經(jīng)過安檢對象的散射會接收端，接收端會探測到回波信號。在接受到回波信號之后，對接受信號進行優(yōu)化處理進行成像。根據(jù)安檢毫米波成像系統(tǒng)的接收端和發(fā)射端天線的工作方式，可以將其分為單站和雙站模式。其中，當(dāng)左側(cè)天線線陣中的陣元既發(fā)射信號也接收信號

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本文編號：2814367