基于mimo阵列的毫米波近场成像技术

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1、基于MIMO阵列的毫米波近场成像技术俞列宸2016年1月中图分类号：UDC分类号：基于MIMO阵列的毫米波近场成像技术作者姓名俞列宸学院名称信息与电子学院指导教师李世勇副教授答辩委员会主席徐晓文教授申请学位工学硕士学科专业电子科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月Near-FieldMillimeter-waveImagingTechnologyBasedonMIMOarrayCandidateName:LiechenYuSchoolorDepartment:SchoolofInformationandElectronicsFacultyMentor:A.P.Shiyo

2、ngLiChair,ThesisCommittee:Prof.XiaowenXuDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ElectronicScienceandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan.，2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。

3、与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要近年来，随着恐怖主义威胁的不断增加，机场、火车站等公共场所的安检变得越来越重要。毫米波可以穿透衣物，对隐匿物品进行成像，并且无电离辐射，因此有很大的安检应用前景。对于目前的毫米波成像系统，在大场景及高分辨率的需求下，需要使用大量的天线单元和收发通道，从而增加了成像系统的复杂度和成本。本文结合卷积原理和等效相位中心原理，并参考MIMO雷达的工作原理，主要研究了近场MIMO阵列设计方法，及相应的成像算法。论文首先介绍了雷达成像的基本原理和实现方法，并基于目标

4、散射中心模型假设，对MIMO成像过程进行了推导。其次，结合等效相位中心原理及卷积原理，给出了近场条件下MIMO阵列的设计方法，并对阵因子方向图进行了分析与仿真验证。第三，针对近场MIMO成像，论文改进了一种卷积逆投影算法，通过引入匹配滤波函数来补偿等效相位中心原理引起的相位误差。该算法的缺点是计算时间太长。因此，本文在逆投影算法的基础上，设计了一种基于矩阵填充理论的快速成像算法。并给出了不同信噪比下该快速算法的成像结果，及误差分析。关键词：毫米波成像；近场MIMO阵列；卷积逆投影算法；矩阵填充理论；快速成像算法I北京理工大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,withth

5、egrowingthreatofterrorism,securityinspectioninpublicplacessuchasairports,railwaystationsbecomesincreasinglyimportant.Millimeter-waveimaginghasgreatapplicationprospectinsecurityinspectionbecauseitcanpenetratecommonclothing,detecttheconcealedweaponsandithasnoionizingradiation.Withthedemandofbigimagin

6、gsceneandhigh-resolution,theconstructionofradarimagingsystemwillrequirealotofantennaelementsandtransceiverchannels.Hencethecostandcomplexityareincreasing.Inthispaper,weproposeamethodofnear-fieldMIMOarraydesign,whichisbasedontheprincipleofconvolutionandequivalentphasecenterandtheprincipleofMIMOradar

7、.Firstly,thebasicprincipleandrealizationmethodsofradarimagingareintroducedinthispaper.Also,thenear-fieldMIMOimagingprocessbasedontheassumptionoftargetscatteringcentermodelisdeduced.Secondly,themethodofdesig