主动毫米波成像技术研究

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1、硕士学位论文主动毫米波成像技术研究RESEARCHONACTIVEMILIMETERWAVEIMAGINGTECHNOLOGY杨兆冰哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TN959.3学校代码：10213国际图书分类号：621.39密级：公开工程硕士学位论文主动毫米波成像技术研究硕士研究生：杨兆冰导师：邓维波教授申请学位：工程硕士学科：电子与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TN957.51U.D.C:681.5Disser

2、tationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONACTIVEMILIMETERWAVEIMAGINGTECHNOLOGYCandidate：ZhaobingYangSupervisor：Prof.WeiboDengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectronicandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandIn

3、formationEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近年来，随着恐怖主义的威胁日益加剧，机场、车站、人员密集的大型活动场所等公共场所的安全问题越来越受到世界各国的广泛关注。主动毫米波成像系统可以快速、高效的进行人体成像，成为保障公共安全的有效技术手段之一。本文以基于毫米波段的人体安检成像为应用背景，针对主动式毫米波近距离圆周扫描成像的系

4、统工作模式，研究了该体制下的图像重构算法。本文的主要研究内容包括以下几个方面：首先，通过分析成像系统的工作环境，选择线性调频连续波（LFMCW）信号作为发射信号并且分析了LFMCW信号的脉冲压缩过程。针对主动式毫米波成像系统的工作原理及工作模式，根据成像系统的工作流程，建立了成像系统仿真模型，获得仿真数据并验证。针对仿真数据，进行二维成像算法和三维成像算法的研究及验证。其次，针对圆周扫描这一较为复杂的扫描机制，研究了基于频域插值的主动毫米波圆周扫描三维成像算法，并给出了相应的系统采样约束条件和分辨参数。针对成像算法

5、中空间波数域数据的非均匀采样问题，研究了四种插值算法，即最邻近插值法、双线性插值法、三次样条插值法以及双三次插值法。对比分析采用不同插值算法的实验结果，以此来选择在主动毫米波成像系统中最优的插值算法。最后，为了提高系统成像性能，研究了另一种更为严密的成像算法，即基于迭代的主动毫米波圆周扫描三维成像算法，并讨论了系统采样约束条件和分辨参数。通过处理试验数据来与基于频域插值的主动毫米波圆周扫描三维成像算法进行对比分析。本文提出的主动毫米波三维成像算法，主要是针对圆周扫描这一扫描机制的复杂性，通过结合合成孔径雷达(SAR

6、)成像技术，旨在克服近场环境成像的不利因素，来实现对目标反射分布函数的重构，获得观察区域中目标的三维成像结果。关键词：毫米波雷达；SAR成像；圆周扫描；插值算法-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,withtheincreasingthreatofterrorism,thesecurityofpublicplaces,suchasairports,stations,andlargeareaoflarge-scaleactivities,hasbeenpaidmoreandm

7、oreattentionbythecountriesallovertheworld.Activemillimeterwaveimagingsystemcanquicklyandefficientlyperformhumanimaging,andbecomeoneoftheeffectivemeanstoprotectpublicsafety.Inthisthesis,basedonthebackgroundofhumansecurityimagingbasedonmillimeterwaveband,theimag

8、ereconstructionalgorithmunderthissystemisstudiedforthesystemworkingmodeofactivemillimeterwavecircumferentialscanningimaging.Themaincontentsofthisthesisincludethefollowingaspects:Fi