[发明专利]太赫兹ISAR成像系统及基于后向投影的图像重建方法

说明书

太赫兹ISAR成像系统及基于后向投影的图像重建方法，所述步进太赫兹ISAR系统，包括太赫兹频率步进逆合成孔径雷达成像系统、二维高精度电控旋转台、步进电机控制器；步进电机控制器控制二维高精度电控旋转台旋转；所述太赫兹频率步进雷达成像系统包括跳频模块、射频前端、中频模块、喇叭天线模块、信号采集与处理模块；所述二维高精度电控旋转台包括超精密轴系、精密涡轮、蜗杆传动、光栅度盘、液晶屏以及标配计算机通讯接口；所述步进电机控制器包括控制单元、电机驱动器、稳压电路。

技术领域

本发明属于太赫兹雷达成像技术领域，尤其涉及一种太赫兹频率步进ISAR成像系统及二维高分辨率图像重建的方法。

背景技术

太赫兹是指频率为0.1THz-10THz的电磁波，对应的波长为3mm-30μm，在电磁波谱上介于红外和微波之间，称为亚毫米波或远红外光，处于光子学向电子学的过渡区域。因此，兼具红外和微波的优点。与微波雷达相比，太赫兹雷达更易于实现大带宽和极窄的天线波束,从而获得高分辨率的图像。

Cooper K B,Dengler R J,Llombart N,et al.THz imaging radar forstandoff personnel screening[J].IEEE Transactions on Terahertz Science andTechnology,2011,1(1):169-182.

Cooper,Ken B.,et al.Fast high-resolution terahertz radar imaging at25meters.Terahertz Physics,Devices,and Systems IV:Advanced Applications inIndustry and Defense.Vol.7671.International Society for Optics and Photonics,2010.

与激光雷达相比，太赫兹雷达可以穿透沙尘、烟雾等环境，实现特殊环境下对非合作目标进行高分辨率成像。太赫兹雷达同时还具有全天时、全天候的特点，在军事目标探测和战场恶劣环境应用方面有巨大价值。

目前，国内外的成像雷达一般采用线性调频信号，虽然采用线性调频信号容易实现大功率，但是，当雷达工作在太赫兹波段时，如果依然采用线性调频体制，由于瞬时带宽较大，就会显著增加A/D的采样频率，这将大幅度提高研发成本。

太赫兹频率步进雷达弥补了上述缺点，由于频率步进信号是一种典型的高分辨雷达体制，它的优点是瞬时窄带、合成宽带，可以实现距离向高分力，并降低A/D的采样频率，从而在保证高分辨力的同时降低研发成本。另外，由于频率步进信号载频随时间变化，是一种典型的频率截变信号，因此，具有很强的抗干扰能力。因此，本发明所涉及的太赫兹频率步进ISAR成像系统具有带宽可调、分辨力高、抗干扰性强、反隐身等优点。

距离-多普勒算法是雷达成像中的经典算法，该算法将回波数据变换到距离-多普勒域对目标回波进行图像重建，在满足远场近似条件同时距离徙动量没有超过一个距离分辨单元时，可以对目标进行近似成像。

Liang M Y,Zhang C L,Zhao R,et al.Experimental 0.22THz steppedfrequency radar system for ISAR imaging[J].Journal of Infrared,Millimeter,andTerahertz Waves,2014,35(9):780-789.