太赫茲波對(duì)衣物具有良好的穿透性,對(duì)人體無致電離輻射,是適合于人體安檢成像的理想工作頻率之一。針對(duì)隱藏目標(biāo)檢測的太赫茲雷達(dá)成像系統(tǒng)適用于人流密集的公共場所中潛在威脅的快速檢測,在公共安全領(lǐng)域有重大的應(yīng)用價(jià)值。但太赫茲人體安檢雷達(dá)成像結(jié)果中的人體和衣物雜波以及散斑效應(yīng)極大地影響了對(duì)隱藏違禁品的檢測和識(shí)別性能。對(duì)人體隱藏目標(biāo)成像結(jié)果缺乏深入理解成為了制約太赫茲人體安檢雷達(dá)成像系統(tǒng)從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嵱玫闹匾系K之一。為了抑制太赫茲雷達(dá)成像結(jié)果中的人體、衣物雜波和散斑效應(yīng),深入理解人體隱藏目標(biāo)的太赫茲雷達(dá)成像結(jié)果中的信息,迫切需要開展針對(duì)人體隱藏目標(biāo)檢測的太赫茲雷達(dá)成像及其散斑與極化特性的研究。基于以上研究目的,本文開展的主要工作和結(jié)論如下:（1）開展針對(duì)太赫茲陣列雷達(dá)成像算法的研究。針對(duì)一種利用一維稀疏MIMO線陣掃描的近場MIMO-SAR成像體制,提出了一種時(shí)頻域混合的距離徙動(dòng)-后向投影（RM-BP）算法。該算法能夠?qū)崿F(xiàn)近場MIMO-SAR的三維成像聚焦;在計(jì)算復(fù)雜度上,比傳統(tǒng)的BP算法小一個(gè)量級(jí);在成像質(zhì)量上,該算法在距離維與MIMO維與BP算法有幾乎一致的成像性能,在SAR維由于頻域近似的影... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３?１．５６ＴＨＺ人體安檢成像系統(tǒng)??

孔徑的成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作在３４０ＧＨｚ，利用１６發(fā)１６收的稀疏ＭＩＭＯ線陣結(jié)合橢圓??柱面反射鏡實(shí)現(xiàn)三維成像聚焦，并與２０１７年實(shí)現(xiàn)了?１０幀每秒的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取速率，但??暫時(shí)還只能對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行離線處理＾，３６］，成像結(jié)果如圖１．５所示。??■??（ａ）前視圖?（ｂ）側(cè)視圖??圖１．５?１６路接收３４０ＧＨｚ人體三維成像強(qiáng)度點(diǎn)云圖（５Ｈｚ幀速，３５ｄＢ強(qiáng)度動(dòng)態(tài)范圍）??美國太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室（Ｐａｃｉｆｉｃ?Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ?Ｎａｔｉｏｎａｌ?Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＰＮＮＬ）首先將雷??達(dá)全息近場成像技術(shù)應(yīng)用到太赫茲頻段＾３７］。利用逐點(diǎn)掃描的方式，開展基于二維面陣??合成孔徑的成像實(shí)驗(yàn)，成像聚焦過程由雷達(dá)全息近場成像算法來完成，在３５０ＧＨｚ頻率??下對(duì)Ｇｉｏｃｋ－１７?９ｍｍ手槍的重構(gòu)結(jié)果如圖１．５所示。但針對(duì)人體安檢成像場景的太赫茲??頻段雷達(dá)全息近場成像面臨所需的二維合成孔徑成像陣元數(shù)目過大的問題。在微波、毫??米波波段的陣列雷達(dá)近場成像系統(tǒng)中，采用稀疏Ｍ１Ｍ０陣列技術(shù)，利用遠(yuǎn)少于實(shí)孔徑??滿陣陣列數(shù)目的二維稀疏ＭＩＭＯ陣列構(gòu)型ｔ３８＇４１］或者利用一維稀疏ＭＩＭ０陣進(jìn)行一維合??成孔徑掃描的近場Ｍ１Ｍ０－ＳＡＲ陣列構(gòu)型［４２］來綜合二維等效孔徑，再利用陣列位置信息??７??

中科院電子所開發(fā)了一款〇．２ＴＨｚ的合成孔徑結(jié)合光學(xué)掃描的近場像系統(tǒng)１１９，４６］。中國工程物理研究院微系統(tǒng)與太赫茲研宄中心研發(fā)了一套３４０ＧＨｚ維擺鏡實(shí)現(xiàn)光路掃描的三維成像系統(tǒng)［４７］，—套利用４發(fā)１６收的３４０ＧＨｚ稀疏多輸出（Ｍｕｌｔｉ－Ｉｎｐｕｔ?Ｍｕｌｔｉ－Ｏｕｔｐｕｔ，?ＭＩＭＯ）線陣結(jié)合離軸橢圓柱面反射鏡實(shí)現(xiàn)聚焦成像系統(tǒng)［４８，４９］，前者成像速率為０．５幀每秒，后者達(dá)到每秒４幀。??從太赫茲人體安檢雷達(dá)成像系統(tǒng)的發(fā)展脈絡(luò)可以看出，隨著太赫茲電子器件的，針對(duì)站開式、遠(yuǎn)距離的主動(dòng)式太赫茲人體安檢成像系統(tǒng)能獲得亞厘米級(jí)的成像，基本能夠滿足人體安檢的應(yīng)用需要，而改善成像速度是國內(nèi)外研宄機(jī)構(gòu)著重解鍵問題之一，利用新型稀疏ＭＩＭＯ陣列設(shè)計(jì)，既可以通過多路同時(shí)接收可以有系統(tǒng)成像速度，又能夠減少太赫茲收發(fā)通道個(gè)數(shù)，降低系統(tǒng)成本。針對(duì)新興的太列雷達(dá)近場成像系統(tǒng)的快速成像算法是保障成像速度的重要前提，有效、高效的擬方法能為其系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)提供重要支撐。此外，高成像幀速為雜波和散斑的供了更多可利用的信息。??２．２太赫茲雷達(dá)成像中的散斑特性研究現(xiàn)狀??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]太赫茲目標(biāo)散射特性關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王瑞君.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3214482