被动毫米波三维成像技术初探

在简述当前被动毫米波二维成像技术已取得的成果及存在的不足的基础上,介绍了被动三维成像技术的原理、优势及难点. 对理想均匀球面阵列的被动三维成像性能进行了仿真分析,并着重对由成像遮挡问题引起的成像效果恶化进行了仿真评估. 最后提出了一种适用于非合作式人体安检的“门”型通道成像阵列,并对其能够实现的被动三维成像效果进行了探讨. 结果表明,所提出的“门”型通道成像阵列理论能够实现波长级的被动三维成像分辨率.     

W波段三维近场安检成像系统（英文）

介绍了一套基于频率步进机制的W波段三维近场安检成像系统以及相应的成像算法.W波段信号可以穿透普通衣物,对人员携带的藏匿物品进行成像.成像算法通过在频率波数域进行插值处理可以完全补偿近场的波前曲面.文中阐述了频率波数域的插值过程以及实验数据的预处理过程.成像系统通过发射宽带信号得到高分辨距离像,通过提高工作频率得到高分辨方位像,方位向分辨率优于5 mm.成像实验结果表明该系统性能优于现有的Ka波段成像系统.     

近场毫米波三维成像算法

介绍了一种近场毫米波三维成像算法。首先对目标进行二维成像,然后提出一种基于局部信息联合BM3D自适应滤波滑窗算法,有效保留了图像信息并抑制杂波,实现三维成像重构。分别从系统平台、信号回波模型、后向投影与全息成像算法及成像结果、图像滤波、三维成像重构展开介绍,所得结果验证了实验的可行性和准确性,在诸多场景中具有广阔的应用价值。     

W波段的毫米波通信

由于其载波频率更高,W波段可支持更大的带宽和更高的传输速率。因为大气损耗小,W波段信号能够进行远距离传输。进行了W波段信号的链路分析,开展了W波段毫米波通信实验的研究。由光生毫米波方法测得W波段传输系统的频率响应在10 dB变化范围内,然后采用电生毫米波系统,进行距离分别为0.8 km,1.2 km及4.4 km的W波段信号的无线传输实验。测得的接收功率分别为-19.77 dBm,-30.85 dBm及-38.61 dBm,验证了W波段信号的远距离传输特性。     

面向人体安检的毫米波转台成像实验

提出2种基于前视和斜下视圆周扫描的毫米波人体安检方案,该方案采用1对收发分置天线沿圆周扫描,利用矢量网络分析仪、喇叭天线和高精确度转台搭建了毫米波成像实验平台。为了验证2种方案及相应的波数域算法的有效性,通过毫米波转台实验对多个目标反演成像,并得到了良好的实验结果。实验结果表明,本文提出的2种毫米波人体安检方案都具有一定的可行性。     

近场扫描架三维SAR 成像处理技术

对近场扫描架三维SAR 成像原理及处理技术进行了详细研究,该技术能够修正近场成像测量中天线方向图及距离因子等引入的误差,在近场测试区域内获取目标散射中心真实的三维散射强度分布图,仿真和实测成像数据均验证了该方法的正确性和可行性。     

W 波段波导-微带探针过渡设计

本文采用高频仿真软件HFSS 仿真设计出了W 波段E 面探针方式的波导到微带过渡结构,并制作了实物进行了测试,实测结果表明在频率85GHz-100GHz 范围内,过渡的插入损耗小于1dB,与仿真结果基本吻合,适合工程应用。     

室外与室内安检应用的毫米波成像系统设计*

针对人体安检的室外与室内的实际应用,研制了毫米波成像系统样机。系统采取焦平面成像工作体制,毫米波辐射计阵列作为前端,大型金属抛物面天线作为会聚天线,在室外利用天空冷源,在室内利用辅助照射源,实现了室外和室内人体的毫米波成像安检,并能够穿透假肢等材料进行成像检测,测试效果能够满足人体安检技术的要求。     

W波段高速远距离无线实时通信

由于高频和宽频带的特性,W波段毫米波可支持高速率、远距离无线传输,在未来无线通信中是一项很有前景的技术。为研究W波段毫米波的无线传输特性,建立了W波段无线信道模型,进行链路分析,并基于光生毫米波技术进行了实验研究。结果显示,可以成功搭建1.485 Gb/s, 90 GHz的W波段实时通信系统,并成功实现了高清无压缩视频无线传输265 m。迄今为止,这是高清视频信号在W波段实时无线传输的最远距离。     

W波段功率合成技术研究

本文介绍一种利用H面波导裂缝电桥作为功率合成器,对两路W波段实现功率合成的方法,该方法能够减小注锁振荡源之间互耦作用和不稳定性,同时还具有功率平坦度好、合成效率高等特点。实验结果证明该方法可在1GHz的带宽内合成效率大于81%。     

基于STOLT插值聚焦的二维近场微波成像

在弱散射近似回波模型的基础上提出了一个二维近场微波成像算法,用理想金属球的散射回波构造成像系统的点扩散函数,在谱域中剔除测量系统的作用,经Stolt插值聚焦实现波前矫正,用FFT实现目标重构.并对成像算法进行了计算仿真和实验验证,获得了Ku波段金属圆柱和导弹模型的二维近场微波像.     

基于基片集成波导的W波段基波注入锁定谐波振荡器

研制了一种基于基片集成波导的W波段平面注入锁定谐波振荡器.为了获得大的注入功率, 注入锁定谐波振荡器采用基波端口强耦合结构, 利用谐波提取技术的频率倍频作用, 自由振荡输出频率在90.2 GHz附近.当基波注入信号在45.08 GHz附近时, 锁定带宽大于120 MHz, 输出功率大于6.5 dBm.将该平面集成的注入锁定谐波振荡器与低频参考信号同步, 能够产生稳定的W波段低相噪信号.     

一种近场条件下散射成像算法的研究

近场测量是散射特性测量方法中一个常用的方法。为了由散射数据得到待测目标的散射分布,提出了一种成像算法,并对一维目标进行了详细的推导。在对一维目标推导正确的基础上,对二维目标也进行了算法推导,从理论上验证了算法在二维空间的适用性。     

W波段机载视频合成孔径雷达系统

合成孔径雷达(SAR)能够全天时全天候工作,在对地遥感领域具有广泛和深入的应用。视频SAR将SAR成像获得的空间维度信息拓展到时-空维度,可以获取更加丰富的遥感信息。传统SAR频段较低,导致合成孔径时间长,数据计算量大,高帧频输出难度很大;而低频段太赫兹波对目标细节感知能力强,合成孔径短,特别适合于微弱目标的视频感知。本文设计了一种工作在W波段的视频SAR系统,采用收发分置连续波固态前端体制,输出峰值功率1 W,最大发射带宽可达1 GHz;采用极坐标格式算法(PFA)结合GPU架构实现高帧率低延时成像。仿真试验表明,系统成像分辨力可达0.15 m,成像帧率约5 Hz。     

Development and prospect of near-field optical measurements and characterizations

Scanning near-field optical microscopy (SNOM) is an ideal experimental measuring system in nano-optieal measurements and characterizations.Besides microscopy with resolution beyond the diffraction limi...     

主动式近距离太赫兹人体安检技术分析*

主动式近距离太赫兹成像技术在人体安检领域已经有了广泛的应用,目前主要有平面扫描、圆柱扫 描、扇束扫描三种成像模式。对此三种成像模式的成像原理进行了介绍,对比了不同成像模式的优缺点,同时分析 了影响成像质量的因素,从分辨率、信噪比和伪影去除三个方面探讨了提高图像质量的方法,为研发新型主动式近 距离太赫兹人体安检设备提供了参考。     

具有高品质因数的剪切力扫描近场光学显微镜在液体中的生物成像

基于剪切力的探针-试样间距控制扫描近场光学显微镜用于生物材料在液体中的成像比在空气中难得多。液体的黏性阻尼和软的试样表面要求更高的力检测灵敏度。最近我们试验成功的压电双晶片剪切力检测器结合力反馈技术,可以大幅度提高双晶片的机械谐振品质因数,从而改善在粘滞液体中力检测灵敏度。当双晶片在它的某一本征频率下被激励,通过调节一个适当的反馈力,它的机械谐振品质因数在水中可以从40增强到10^3,因此成像灵敏度获得显著改善。上述力检测技术被用于一些生物试样在液体环境下的拓扑和近场光学成像。所得到的力、相位和光学图像显示了高的成像质量和分辨率。实验结果证明上述装置尤其适宜于近场光学显微镜在生物领域的应用。     

猪肉组织的近场太赫兹成像检测研究

利用搭建的基于光电导微探针的近场太赫兹(Terahertz,THz)系统对新鲜猪肉组织切片进行了成像检测研究,结果发现近场THz成像可以很好地区分猪肉组织中的脂肪组织区域和肌肉组织区域,其成像效果明显优于传统远场THz时域光谱成像系统。研究表明了基于光电导微探针的近场THz成像技术在生物样品检测方面的可行性,展示出该技术在生物医学检测领域具有很好的应用前景。     

基于基片集成波导的W波段基波注入锁定谐波振荡器

研制了一种基于基片集成波导的W波段平面注入锁定谐波振荡器.为了获得大的注入功率,注入锁定谐波振荡器采用基波端口强耦合结构,利用谐波提取技术的频率倍频作用,自由振荡输出频率在90.2 GHz附近.当基波注入信号在45.08 GHz附近时,锁定带宽大干120 MHz,输出功率大于6.5 dBm.将该平面集成的注入锁定谐波振荡器与低频参考信号同步,能够产生稳定的W波段低相噪信号.     

基于径向波导合成技术的W波段功率放大器设计

基于径向波导合成技术,设计了一款W波段功率放大器。功放采用4路氮化镓单片微波集成电路(MMIC)单片合成设计,在90 GHz处输出功率为3.7 W,合成效率为94.3%,具有较好的工程应用价值。