[发明专利]一种毫米波稀疏阵列远程监视成像方法及系统

说明书

本发明公开了一种毫米波稀疏阵列远程监视成像方法及系统，属于毫米波三维全息成像技术领域，包括以下步骤：S1：获得回波信号；S2：插值操作；S3：快速傅里叶变换；S4：选择距离平面；S5：频域匹配滤波；S6：快速傅里叶逆变换；S7：时域匹配滤波；S8：相干累加；S9：得到三维复数图像。本发明采用毫米波稀疏阵列全电子扫描成像体制，相比于传统的光机扫描远场成像系统，存在电磁波闪烁效应小、图像信噪比高和成像视场范围大的特点；同时所采用的信号处理成像方法较传统的时域类成像方法消耗的硬件资源少、存储空间少的优点，算法流程简单易懂，算法主体仅包含快速傅里叶变换、匹配滤波、相干累加的主体流程，计算效率高于传统的时域类算法。

技术领域

本发明涉及毫米波三维全息成像技术领域，具体涉及一种毫米波稀疏阵列远程监视成像方法及系统。

背景技术

近年来，毫米波三维全息成像技术越来越广泛的应用于人身安全检查领域，极大的降低了安检人员的工作负担，可以被应用于海关、机场、法院和大型安保活动现场，是一种安全、文明、高效的安检新模式。但是目前基于毫米波技术的人体安检仪，均需要被安检人员以固定姿势站立于安检仪的内部，需要停留短暂时间，以进行扫描成像，同时毫米波人体安检仪工作于近场条件下，其成像距离一般很近，因此目前的毫米波人体安检仪还无法真正达到高效、快速、无感知的人体安检新要求。

目前国内外研究机构已经推出和报道的被动式太赫兹人体安检仪的成像速度已经可以达到实时，做到高效、快速、无感知的体验感，但是被动式人体安检仪所成图像为二维的强度图像，所包含的信息量无法与主动式毫米波人体安检仪的三维图像可比，并且大部分被动式太赫兹人体安检仪采用功率式检波器被动的接收人体辐射的太赫兹波，工作环境场景范围内的背景杂散信号也被无差别的接收，最终导致被动式太赫兹人体安检仪对于工作环境的温度、湿度、光照等自然条件要求比较苛刻，无法做到开放式的安检环境，即使做到开放式的安检环境，成像效果也不十分理想。

针对于上述分析，在人体安检成像领域中，要做到真正的高效、快速、无感知的安检要求，主动式实时成像体制亟待需要提出和实现。传统的稀疏阵列成像方法一般是基于时域相关算法和后向投影算法来实现，上述算法在时域条件下进行推导，计算流程较为复杂，计算效率较低，对于实时信号处理的硬件资源和存储资源要求较高，因此，提出一种毫米波稀疏阵列远程监视成像方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何有效地提高稀疏阵列成像方法的计算效率，使计算过程更加简单，进而降低对实时信号处理的硬件资源和存储资源要求，提供了一种毫米波稀疏阵列远程监视成像方法。该成像方法采用毫米波稀疏阵列的成像方式能够满足实时成像的要求，基于快速傅里叶变换技术，相比于传统的时域算法，计算流程较为简单，计算效率较高，且由于毫米波稀疏阵列采用全电子开关阵列，无任何机械扫描结构，因此特别适合于人体安检实时成像领域。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

S1：获得回波信号

建立毫米波二维稀疏阵列，其发射阵元间距为Δx_T，接收阵元间距为Δy_R，发射阵元与接收阵元通过天线开关来激活对应的天线单元，在整个扫描过程中，获得的回波信号为S(x_T,y_T,x_R,y_R,k)，其中x_T为发射阵列_x维度，y_T为发射阵列y维度，x_R为接收阵列_x维度，y_R为接收阵列y维度，k为频率扫描维度；

S2：插值操作