隨著公共場合人們對安檢要求的不斷提高,安檢成像的精確性和安全性成了近年來的研究熱點,而毫米波成像具有可穿透性和安全性的雙重優(yōu)點。本文依據近場安檢成像的特點,引入近場響應模型,仿真研究常規(guī)波束形成算法和自適應波束形成算法,在此基礎上,將波束形成算法與非均勻快速傅里葉變換(NUFFT)成像算法相結合,更加清晰地還原成像目標圖像。依據毫米波近場安檢成像地特點,論文推導了適用于安檢成像系統(tǒng)的近場陣列信號傳播方程,并以此為基礎,在一維均勻線陣的條件下,與常規(guī)波束形成結合,仿真研究了天線數量與波束寬度的關系。仿真結果表明:天線數量越多,主瓣波束越窄,空間分辨率越高。針對常規(guī)波束形成算法不能有效濾除干擾信號的缺點,將自適應波束形成算法應用于近場陣列信號傳播方程。對三種自適應波束形成算法分別在角度維和距離維進行了仿真研究,仿真結果表明自適應波束形成算法可以在干擾信號處形成凹陷,更好地在距離維對期望信號進行定位。將NUFFT的二維成像算法與近場波束形成算法相結合。對天線接收到的回波信號先進行波束形成處理,再進行方位向FFT變換,與匹配函數相乘后,通過二維逆NUFFT變換,從而得到目標的散射系數,復原目標圖像。仿真結果表明:NUFFT二維成像算法可以很好地實現圖像重構,在減少運算量的情況下,其與離散傅里葉變換輸出之間的誤差達到10~(-6)量級;增加天線陣元的數量可以更好地還原出噪聲功率大的空間點目標圖像;結合自適應波束形成的NUFFT算法比結合常規(guī)波束形成NUFFT算法可以更好地減弱噪聲的影響,更加清晰地還原出空間目標圖像。
【學位單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN015
【部分圖文】：

圖1-1 Provison 毫米波成像儀安檢成像系統(tǒng)o公司研發(fā)出一種基于毫米波成像圖1-2所示，Eqo成像系統(tǒng)的外觀與是通過平面天線陣列對被測目標率為4*4mm，具備實時成像能力。圖1-2 Eqo毫米波成像安全檢查門

圖1-1 Provison 毫米波成像儀于平面陣的安檢成像系統(tǒng)iths Detectio公司研發(fā)出一種基于毫米波成像的安檢系統(tǒng)查門[19]。如圖1-2所示，Eqo成像系統(tǒng)的外觀與常規(guī)安檢門機械掃描，而是通過平面天線陣列對被測目標掃描進行實為1m，分辨率為4*4mm，具備實時成像能力。

數量對波束形成的影響。2.1 主動式毫米波成像系統(tǒng)結構設計主動式毫米波成像系統(tǒng)結構模型如圖2-1所示。圖中左側是由天線陣列的發(fā)射端和接收端組成的天線掃描平面，在掃面平面的右側距離為 0的位置是安檢對象，其與天線掃面陣列平面是平行的。假設天線陣元均勻的分布在x軸上，掃描的最大范圍是[-x,x]，毫米波安檢系統(tǒng)是通過發(fā)射端定向的發(fā)射出毫米波，該毫米波信號會照射到被檢測對象上，經過安檢對象的散射會接收端，接收端會探測到回波信號。在接受到回波信號之后，對接受信號進行優(yōu)化處理進行成像。根據安檢毫米波成像系統(tǒng)的接收端和發(fā)射端天線的工作方式，可以將其分為單站和雙站模式。其中，當左側天線線陣中的陣元既發(fā)射信號也接收信號

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本文編號：2814367