1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)毫米波成像特點及其應用院系：工程物理系專業(yè)年級：工物02作者：夏祥學號：毫米波成像特點及其應用摘要被動毫米波成像是興起時間不久的一種全新的成像方式.由于毫米波波長介于紅外和微波之間,故其擁有獨特的成像特性.被動毫米波成像,其成像的原理和傳統(tǒng)意義上的穿透成像不同,其采用了檢測人體自發(fā)輻射的電磁波,故而安全性能最高.對應其成像特點,現(xiàn)階段通用的成像機制共有焦平面掃描成像機圖像恢復, 合成孔徑成像及其信號處理, 陣列全息成像及其成像算法三種,各有優(yōu)缺點.但是在檢測武器,以及導

2、航等等方面,毫米波成像都有著其獨特的優(yōu)勢.關鍵詞：毫米波；被動成像;成像特點;成像機制;應用引言本章主要介紹毫米波輻射成像系統(tǒng)的特點和發(fā)展趨勢，簡明描述了在處理圖像信息時需要采用的推算算法，然后再提出毫米波在今后的成像領域的發(fā)展前景.毫米波（Millimeter-Wave，MMW），是指波長在毫米量級的無線電.由于其波長介于微波，紅外線之間，所以必然的它同時具有了紅外和微波的特性.而毫米波在兼有這兩者的特性之外，還有著自己獨特的性質.與紅外相比，MMW 大氣衰減小，區(qū)別金屬目標和周圍環(huán)境的能力強；與微波相比，MMW 的指向性好、抗干擾能力強、探測性能好. 宋崧等. 被動毫米波成像系統(tǒng)的發(fā)展狀況

3、及其關鍵技術J. 科技導報. 2011,29(19). 74-79.毫米波輻射探測器具有全天時全天候的工作能力,可提供紅外及可見光探測器不能提供的特殊信息,而且結構簡單易于集成.毫米波低端接近厘米波,具有厘米波的特性;在高端接近紅外,具有紅外的高分辨率的優(yōu)點.激光,紅外,電視制導雖然精度較高,但在云,霧,戰(zhàn)場煙塵,施放煙霧的惡劣環(huán)境中往往不能工作, 而實戰(zhàn)時戰(zhàn)場環(huán)境大部分處于惡劣狀態(tài)當中，以上的制導方式受到很大的制約。毫米波精確制導系統(tǒng)只受大雨的影響，除此之外，能在惡劣環(huán)境中保持精確制導，基本上是全天候、全天時的工作。 ,3 張光鋒. 毫米波輻射特性及成像研究D. 華中科技大學. 2005.

4、Figure SEQ Figure * ARABIC Figure SEQ Figure * ARABIC 1 電磁波譜被動毫米波成像的特點在電磁頻譜上，毫米波波長短于微波，在相同的天線尺寸下可得到較窄的波束，提供較高的角分辨率；其波長又長于紅外，在幾個大氣窗口處 ，云 、霧 、煙塵等對毫米波的衰減遠小于對紅外的衰減，因而毫米波探測器在惡劣天氣或戰(zhàn)場煙塵條件下比光電探測器更為有效，具有全天候工作能力.被動毫米波成像系統(tǒng)現(xiàn)階段的毫米波成像主要是在8mm波段處的研究,也有少量在3mm波段得到較好成像結果的案例. 3mm 波段的輻射成像研究在我國剛剛起步，本文研究了 3mm 輻射成像機制，開發(fā)出一套

5、基于 PC機單片機控制的可兼容 3mm 和 8mm 波段的毫米波輻射成像系統(tǒng)，對各類成像參數(shù)下的 3mm 波段輻射成像效果進行了分析，提出了利用軟積分和復合結構形態(tài)濾波改善實時成像質量的方法。與 8mm 波段的輻射成像相比較，得出了 3mm 輻射圖像的空間分辨率高于 8mm 輻射圖像的結論，具有國內先進水平。但是,不論是8mm,還是3mm波長的毫米波,其成像體統(tǒng)由于其特點,注定是與其他的成像方式有很大不同.與一般成像系統(tǒng)相比,毫米波成像系統(tǒng)仍然需要輸入,處理,以及輸出系統(tǒng).天線是毫米波成像中的關鍵技術之一,用來將波束聚焦,從而提高測量精度.饋源天線長久以來一直是一個研究的熱點,除了喇叭天線是一

6、種傳統(tǒng)的饋源外,近年漸變縫隙天線(TSA)也日漸成熟.4 Janaswamy R, Schaubert D. Analysis of the tapered slot antennaJ. IEEETransactions on Antennas and Propagation, 1987, 35(9): 1058-1064.輻射計接收機,換句話來說就是,毫米波處理集成電路.它通過接收被測視場在一定頻帶內的電磁輻射4 Janaswamy R, Schaubert D. Analysis of the tapered slot antennaJ. IEEETransactions on Anten

7、nas and Propagation, 1987, 35(9): 1058-1064.5 袁龍. 被動毫米波成像探測技術研究D. 西南交通大學. 2006. TN971.圖像采集完成后,存儲在計算機中的是一個一個像素點的信息,如果想要得到人肉眼就可以觀察的圖像,還需要重建算法.同時,在數(shù)據(jù)采集的過程中,也會有許多因素會引起誤差,例如成像系統(tǒng)的截止頻率有限,系統(tǒng)中的噪聲,大氣的波動,照明條件的變化,成像物體的自身的運動等.圖像恢復技術,就是旨在消除或減輕圖像獲取過程中發(fā)生的圖像質量下降,最大限度的還原圖像真實信息的各種方法.66 錢嵩松. 被動毫米波陣列探測成像的關鍵技術研究D. 南京理工大學

8、. 2006. 圖像恢復方法7 K.R.Castleman,朱志剛等譯.7 K.R.Castleman,朱志剛等譯.數(shù)字圖像處理. 電子工業(yè)出版社. 北京. 1998.2.2 被動毫米波成像體制毫米波成像主要的應用方式還是在被動毫米波成像(PMMW),與主動成像相比,被動成像擁有以下三個優(yōu)點:毫米波段與可見光波段,在通過檢測物體輻射的能量時原理一致,所以毫米波在被動成像方式下所成的像與可見光圖像接近,十分有利于物體的辨認;被動成像,不需要發(fā)射電磁波,所以不會被外界檢測到電磁污染,適合于做隱匿工作;同時,考慮到現(xiàn)階段毫米波成像主要應用于安全方面,在探測金屬的時候,由于金屬目標的發(fā)射率很低,所以金

9、屬目標的毫米波特征很穩(wěn)定,外界環(huán)境變化不會對成像品質造成太大的影響.焦平面掃描成像機圖像恢復.8 王本慶. 8 王本慶. 進程毫米波成像技術及其信號處理D. 南京理工大學. 2010合成孔徑成像及其信號處理. 近程毫米波合成孔徑成像可以同時獲得物體自身輻射電磁波的幅值和相位信息,通過相關算法進行孔徑合成,采用很少陣元就能實現(xiàn)實時被動成像.陣列全息成像及其成像算法. 近程毫米波陣列全息成像是一種特別適合毫米波近距離成像的技術.同被動合成孔徑成像技術一樣,全息成像也是利用了電磁波的相干性,同時獲得電磁波的幅值和相位信息,但是不同的是對陣列信號之間不作互相關處理,而是與參考信號相干,也就是把接收信號與本振混頻來獲得全息數(shù)據(jù),然后經過反演得到目標的像.被動焦平面全功率輻射計機械掃描成像直接獲得目標的亮溫信息,原理類似于普通光學照相,其技術基礎是平方律檢波,就是利用檢波二極管在小店流逝的非線性平方律現(xiàn)象.主動陣列全息成像源于光學的全息術,同樣屬于電磁波的毫米波,也具有相干性質.而被動合成孔徑成像源于光學部分相干理論,作為一個中間過渡的方式,如果被動合成孔徑采用窄波束的自相關函數(shù)成像,就成了焦平面全功率輻射計成像,如果把基準信號替換為本振信號,就成了全息成像.Figure SEQ Figure * ARABIC Figure SEQ Figu