基于焦距捷变的被动毫米波成像系统

发布时间：2020-06-16 20:46

【摘要】：毫米波成像对衣物有着较为良好的穿透性和对金属物品的灵敏识别特性,由于波长较短,在成像方面可以获得较好的分辨率,而且被动毫米波成像完全不对外辐射毫米波,对人体安全无害,故而广泛应用于隐匿危险物品探测和安检成像。本文应用了光场相机的数字重聚焦原理,致力于研究一种非配合式,高效率的应用于安检成像的被动毫米波焦距捷变成像系统。本文提出的基于被动毫米波的焦距捷变成像系统分为以下几个研究部分,(1)光场成像的原理分析,四维坐标系的建立,光线的双平面参数化法表征。(2)准光路模型的建立,包括主透镜,微透镜阵列,辐射计阵列以及透镜表面方程的计算,系统的优化。(3)数字重聚焦算法的研究,将采集的光场信息表示成五维矩阵的格式,先得到多幅子孔径的图像,然后通过移动光场的切片到同一个深度,然后再相加所有子孔径的图像来达到重聚焦的效果。并以光场数据验证,实现了图像聚焦景深的变化。(4)整体模型的联合仿真,得到毫米波波段辐射场的具体信息,表示成五维矩阵,利用重聚焦算法实现焦距捷变。上述的被动毫米波焦距捷变成像系统的各个原件都在电磁仿真软件FEKO中建立了相应的模型,进行了仿真测试,得到了毫米波辐射场的信息,对这些数据处理之后进行数值重聚焦成像,结果可以清晰地分辨出焦聚平面的变化。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN015;TP391.41
【图文】：

小球体,成像系统,焦点区,反射器

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文机构以美国太平洋西北国家实验室（PNNL）和德国慕尼黑大学最国慕尼黑大学从 2006 年起开始研究毫米波段调频连续天线，20的天线作为馈源进行主动毫米波成像实验，方向分辨率为 3 mm，率约为 1.5 mm。2009 年以后研究了一系列提高成像分辨率额算涉聚焦用于人体成像，之后转向合成孔径和稀疏孔径成像方向，像技术进行了深入的研究。国天平洋西北实验室（PNNL）从上世界 90 年代开始进行毫米波究，前期研发了很多用于毫米波波段甚至太赫兹波段的雷达成像8 年，实验了了一款 350 GHz 的主动毫米波安检成像系统[15]，后业化，经过 L-3 Communications 许可，制造设计了 ProVision 商用成像系统。图 1-1 所示为 2008 年设计的 350 GHz 的主动毫米波安实物图。

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图 1-2 用 350 GHz 成像系统对金属手枪实验成像009 年，PNNL 开发了在 350 GHz 频段附近工作的三维该原型系统通过把聚焦光学器件耦合到高速镜像扫描系可以在 10 秒内获得图像[18]。图 1-3 是对携带隐藏模拟爆，包含光学图像（左一）和多个角度的毫米波成像投影统的分辨率达到了并超过了设计预期。横向分辨率受衍.0 厘米。

【参考文献】