近场毫米波全息成像算法研究
发布时间：2022-01-08 20:14
近些年恐怖主义袭击层出不穷,安检成像成为广泛关注的问题,毫米波在近场成像方面具有显著优势,其兼具红外与微波的特性,可全天候工作,可对隐匿物体成像,还具有非电离性,对人体无害,频段高,可利用波段范围广。基于以上优势,毫米波近场全息成像技术成为研究目标特性的有效手段,该技术日益受到青睐,拥有较为广阔的研究前景。毫米波全息成像研究的根本目标是对近场目标物成一维方位像,二维冠状面像以及二维横断面像,最终得到分辨率较高的目标三维图像。基于毫米波在近场成像的应用,本文展开了相关的研究与讨论,分析并改进了三种成像算法,用以解决近场成像过程中由球面波引起的相位干涉问题,并进一步改善成像质量。首先讨论了空间域相位补偿算法,分析回波信号,根据回波信号的具体表达式构建空间域相位补偿因子,对回波作补偿后再傅里叶逆变换,针对目标像存在的旁瓣拖影与幅值下降问题,通过改进后的CLEAN算法加以修正。其次,针对空间域相位补偿的成像结果,分析其补偿不够精准的原因,讨论基于波数域相位补偿的成像算法,将波数矢量沿各方向展开,构建波数域补偿因子（作更精准的匹配滤波）,提高图像分辨能力。对于横断面成像所存在的频域数据分布不均问...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１直线阵列一维方位像示意图??
近场毫米波全息成像算法研究??目标为小球。分别在－０．４，?０．２以及０．６的位置处放置了散射强度为１的小球，成像距离??／？?＝?２ｍ。图２．３给出了一维方位像成像结果。??Ｃ．９?■??Ｓ８?■?－??８．７?？?？??ｍＣ５＇?Ｉ?？??？：?Ｉ，?Ｉ?ｊ?；??－１?－Ｃ．８?？？０?－０４?－０２?０?０．２?！Ｕ?０?６?３?８?１??ｘ／ｍ??图２．３?Ｒ?＝?２ｍ—维方位像??图２．３表明，在－０．４，０．２以及０．６三个位置处确实有峰值存在，但峰值周围有旁瓣??展宽以及噪声与杂波影响，成像效果不甚理想。仿真实验证明了空间域补偿法可在一定??程度上解决球面波带来的相位干涉问题，但由于在笛卡尔直角坐标系下（即空间域）无??法达到精准补偿的要求，因而存在严重的点函数扩散以及旁瓣拖影问题［１９］。除此之外，??还有快速傅里叶变换带来的频谱泄露以及栅栏效应的影响，降低了成像质量。??采用加窗技术处理目标回波信号，以抑制频谱泄露以及旁瓣展宽效应［２（）］。??图２．４给出了常见窗函数的处理效果对比图。常见窗函数有ｈａｎｎｉｎｇ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CLEAN算法的毫米波全息二维像研究[J]. 刘敏,朱莉,李小辉,徐枫,贺冠华. 微波学报. 2017(S1)
[2]空间方向谱估计CLEAN算法及其在地震数据处理中的应用[J]. 孙维蔷,王华忠,符琼琲. 石油地球物理勘探. 2017(01)
[3]基于非均匀快速傅里叶变换的干涉合成孔径显微算法[J]. 张运旭,高万荣,伍秀玭. 光学学报. 2017(04)
[4]二维stolt插值解耦合的GEO SAR成像算法[J]. 张欣,黄普明,王伟伟,杨晓超. 信号处理. 2016(12)
[5]基于NUFFT的机载探地雷达后向投影成像算法[J]. 屈乐乐,殷雨晴,张丽丽,杨天虹. 现代雷达. 2016(07)
[6]Stolt插值在多核多DSP上并行实现[J]. 梁之勇. 雷达科学与技术. 2016(01)
[7]用于人员安检的主动毫米波成像技术现状与展望[J]. 费鹏,方维海,温鑫,年丰,黄培康. 微波学报. 2015(02)
[8]主动毫米波成像技术在公共安全领域中的应用分析[J]. 李志豪,温亚珍. 红外. 2014(07)
[9]具有快速收敛和自适应逃逸功能的粒子群优化算法[J]. 史小露,孙辉,李俊,朱德刚. 计算机应用. 2013(05)
[10]多极小值粒子群优化算法[J]. 刘文远,郭香军. 小型微型计算机系统. 2013(02)
博士论文
[1]主动毫米波安检成像算法及系统研究[D]. 任百玲.北京理工大学 2014
[2]基于压缩感知的ISAR成像技术研究[D]. 刘记红.国防科学技术大学 2012
硕士论文
[1]毫米波三维全息成像图像重构算法研究[D]. 张铁男.南京理工大学 2016
[2]基于压缩感知的宽域高分辨SAR成像研究[D]. 常俊飞.电子科技大学 2012
本文编号：3577207
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１直线阵列一维方位像示意图??
近场毫米波全息成像算法研究??目标为小球。分别在－０．４，?０．２以及０．６的位置处放置了散射强度为１的小球，成像距离??／？?＝?２ｍ。图２．３给出了一维方位像成像结果。??Ｃ．９?■??Ｓ８?■?－??８．７?？?？??ｍＣ５＇?Ｉ?？??？：?Ｉ，?Ｉ?ｊ?；??－１?－Ｃ．８?？？０?－０４?－０２?０?０．２?！Ｕ?０?６?３?８?１??ｘ／ｍ??图２．３?Ｒ?＝?２ｍ—维方位像??图２．３表明，在－０．４，０．２以及０．６三个位置处确实有峰值存在，但峰值周围有旁瓣??展宽以及噪声与杂波影响，成像效果不甚理想。仿真实验证明了空间域补偿法可在一定??程度上解决球面波带来的相位干涉问题，但由于在笛卡尔直角坐标系下（即空间域）无??法达到精准补偿的要求，因而存在严重的点函数扩散以及旁瓣拖影问题［１９］。除此之外，??还有快速傅里叶变换带来的频谱泄露以及栅栏效应的影响，降低了成像质量。??采用加窗技术处理目标回波信号，以抑制频谱泄露以及旁瓣展宽效应［２（）］。??图２．４给出了常见窗函数的处理效果对比图。常见窗函数有ｈａｎｎｉｎｇ
近场毫米波全息成像算法研究??目标为小球。分别在－０．４，?０．２以及０．６的位置处放置了散射强度为１的小球，成像距离??／？?＝?２ｍ。图２．３给出了一维方位像成像结果。??Ｃ．９?■??Ｓ８?■?－??８．７?？?？??ｍＣ５＇?Ｉ?？??？：?Ｉ，?Ｉ?ｊ?；??－１?－Ｃ．８?？？０?－０４?－０２?０?０．２?！Ｕ?０?６?３?８?１??ｘ／ｍ??图２．３?Ｒ?＝?２ｍ—维方位像??图２．３表明，在－０．４，０．２以及０．６三个位置处确实有峰值存在，但峰值周围有旁瓣??展宽以及噪声与杂波影响，成像效果不甚理想。仿真实验证明了空间域补偿法可在一定??程度上解决球面波带来的相位干涉问题，但由于在笛卡尔直角坐标系下（即空间域）无??法达到精准补偿的要求，因而存在严重的点函数扩散以及旁瓣拖影问题［１９］。除此之外，??还有快速傅里叶变换带来的频谱泄露以及栅栏效应的影响，降低了成像质量。??采用加窗技术处理目标回波信号，以抑制频谱泄露以及旁瓣展宽效应［２（）］。??图２．４给出了常见窗函数的处理效果对比图。常见窗函数有ｈａｎｎｉｎｇ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CLEAN算法的毫米波全息二维像研究[J]. 刘敏,朱莉,李小辉,徐枫,贺冠华. 微波学报. 2017(S1)
[2]空间方向谱估计CLEAN算法及其在地震数据处理中的应用[J]. 孙维蔷,王华忠,符琼琲. 石油地球物理勘探. 2017(01)
[3]基于非均匀快速傅里叶变换的干涉合成孔径显微算法[J]. 张运旭,高万荣,伍秀玭. 光学学报. 2017(04)
[4]二维stolt插值解耦合的GEO SAR成像算法[J]. 张欣,黄普明,王伟伟,杨晓超. 信号处理. 2016(12)
[5]基于NUFFT的机载探地雷达后向投影成像算法[J]. 屈乐乐,殷雨晴,张丽丽,杨天虹. 现代雷达. 2016(07)
[6]Stolt插值在多核多DSP上并行实现[J]. 梁之勇. 雷达科学与技术. 2016(01)
[7]用于人员安检的主动毫米波成像技术现状与展望[J]. 费鹏,方维海,温鑫,年丰,黄培康. 微波学报. 2015(02)
[8]主动毫米波成像技术在公共安全领域中的应用分析[J]. 李志豪,温亚珍. 红外. 2014(07)
[9]具有快速收敛和自适应逃逸功能的粒子群优化算法[J]. 史小露,孙辉,李俊,朱德刚. 计算机应用. 2013(05)
[10]多极小值粒子群优化算法[J]. 刘文远,郭香军. 小型微型计算机系统. 2013(02)
博士论文
[1]主动毫米波安检成像算法及系统研究[D]. 任百玲.北京理工大学 2014
[2]基于压缩感知的ISAR成像技术研究[D]. 刘记红.国防科学技术大学 2012
硕士论文
[1]毫米波三维全息成像图像重构算法研究[D]. 张铁男.南京理工大学 2016
[2]基于压缩感知的宽域高分辨SAR成像研究[D]. 常俊飞.电子科技大学 2012
本文编号：3577207
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