[发明专利]一种太赫兹调频连续波扫描成像系统及其方法、装置

权利要求书

1.一种太赫兹调频连续波采集装置，其特征在于，该装置包括：依次连接的FMCW单元、太赫兹扩频单元和中频处理单元；

所述FMCW单元被配置为产生低频段线性调频信号并传输至所述太赫兹扩频单元；

所述太赫兹扩频单元被配置为接收低频段线性调频信号，对其进行倍频、放大、滤波处理产生太赫兹信号，通过太赫兹发射天线发射，太赫兹信号经过被测目标散射后通过太赫兹接收天线接收回波信号，并传输至所述中频处理单元；

所述中频处理单元被配置为接收回波信号进行检波和采集得到实数信号形式的中频采集信号。

2.如权利要求1所述的一种太赫兹调频连续波采集装置，其特征在于，该装置还包括分别与所述FMCW单元、所述太赫兹扩频单元、所述中频处理单元连接的电源和接口控制单元，所述接口控制单元被配置为系统控制所述FMCW单元、所述太赫兹扩频单元和所述中频处理单元。

3.一种基于实复变换的太赫兹调频连续波扫描成像系统，其特征在于，该系统包括主控计算机、扫描架和安装于扫描架上可沿xy方向移动的太赫兹收发模块；

所述太赫兹收发模块为如权利要求1-2任一项所述的一种太赫兹调频连续波采集装置，其在成像测试过程中沿着所述扫描架的xy面进行满足奈奎斯特采样定律的等间隔扫描，采集被测目标在x方向和y方向的时域脉冲回波信号得到采集数据，并将采集数据上传至所述主控计算机进行三维成像。

4.如权利要求3所述的一种基于实复变换的太赫兹调频连续波扫描成像系统，其特征在于，所述主控计算机在数据采集前根据成像分辨率和成像范围设置采集参数，并将采集参数发送至所述扫描架和安装于扫描架上可沿xy方向移动的太赫兹收发模块；所述采集参数包括：x方向扫描长度、y方向扫描长度、扫描间隔和扫描点数；所述扫描间隔满足奈奎斯特采样定律。

5.一种基于实复变换的太赫兹调频连续波扫描成像方法，该方法基于如权利要求3-4任一项所述的一种基于实复变换的太赫兹调频连续波扫描成像系统，其特征在于，包括：

接收太赫兹收发模块的采集数据，依次对采集数据进行时域傅里叶变换、负频域数据置零处理和频域傅里叶逆变换，将实数形式的采集数据变换为复数形式；

对变换为复数形式的采集数据进行方位向二维傅里叶变换得到空间波谱域数据，依次对空间波谱域数据进行变量代换、距离偏移、Stolt插值和三维傅里叶逆变换处理，得到被测目标的三维图像。

6.如权利要求5所述的一种基于实复变换的太赫兹调频连续波扫描成像方法，其特征在于，在本方法中，所述将实数形式的采集数据变换为复数形式的具体步骤包括：

对采集数据关于时间作傅里叶变换由时域变换到频域，得到第一采集数据；

将第一采集数据在负频域范围内的数据置零，得到第二采集数据；

对第二采集数据关于频域作傅里叶逆变换由频域变换到时域，得到复数形式的第三采集数据。

7.如权利要求6所述的一种基于实复变换的太赫兹调频连续波扫描成像方法，其特征在于，在本方法中，所述得到被测目标的三维图像的具体步骤包括：

对复数形式的第三采集数据关于xy坐标进行方位向二维傅里叶变换，得到第四采集数据，所述第四采集数据为空间波谱域数据；

对第四采集数据进行变量代换，代换掉第四采集数据中的时间t得到第五采集数据；

对第五采集数据作距离偏移处理，得到第六采集数据；

对第六采集数据作Stolt插值，得到第七采集数据；

对第七采集数据作三维傅里叶逆变换，得到被测目标的三维散射图像。

8.如权利要求5所述的一种基于实复变换的太赫兹调频连续波扫描成像方法，其特征在于，在本方法中，将被测目标的三维散射图像进行可视化显示。

9.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行根据权利要求5-8中任一项所述的一种基于实复变换的太赫兹调频连续波扫描成像方法。

10.一种终端设备，包括处理器和计算机可读存储介质，处理器用于实现各指令；计算机可读存储介质用于存储多条指令，其特征在于，所述指令用于执行根据权利要求5-8中任一项所述的一种基于实复变换的太赫兹调频连续波扫描成像方法。