近程毫米波全息成像算法[1]

毫米波成像特点及其应用

毫米波成像特点及其应用 院系：工程物理系 专业年级：工物02 作者：夏祥 学号：2012011682

毫米波成像特点及其应用 摘要 被动毫米波成像是兴起时间不久的一种全新的成像方式.由于毫米波波长介于红外和微波之间,故其拥有独特的成像特性.被动毫米波成像,其成像的原理和传统意义上的穿透成像不同,其采用了检测人体自发辐射的电磁波,故而安全性能最高.对应其成像特点,现阶段通用的成像机制共有焦平面扫描成像机图像恢复,合成孔径成像及其信号处理,阵列全息成像及其成像算法三种,各有优缺点.但是在检测武器,以及导航等等方面,毫米波成像都有着其独特的优势. 关键词：毫米波；被动成像;成像特点;成像机制;应用

1引言 本章主要介绍毫米波辐射成像系统的特点和发展趋势，简明描述了在处理图像信息时需要采用的推算算法，然后再提出毫米波在今后的成像领域的发展前景. 毫米波（Millimeter-Wave，MMW），是指波长在毫米量级的无线电.由于其波长介于微波，红外线之间，所以必然的它同时具有了红外和微波的特性.而毫米波在兼有这两者的特性之外，还有着自己独特的性质.与红外相比，MMW 大气衰减小，区别金属目标和周围环境的能力强；与微波相比，MMW 的指向性好、抗干扰能力强、探测性能好.[1] 毫米波辐射探测器具有全天时全天候的工作能力,可提供红外及可见光探测器不能提供的特殊信息,而且结构简单易于集成.毫米波低端接近厘米波,具有厘米波的特性;在高端接近红外,具有红外的高分辨率的优点.激光,红外,电视制导虽然精度较高,但在云,雾,战场烟尘,施放烟雾的恶劣环境中往往不能工作,而实战时战场环境大部分处于恶劣状态当中，以上的制导方式受到很大的制约。毫米波精确制导系统只受大雨的影响，除此之外，能在恶劣环境中保持精确制导，基本上是全天候、全天时的工作。[2]同时这也是对毫米波成像造成影响最大的一个因素，限制着毫米波成像的发展。 Figure 1电磁波谱

毫米波亚毫米波全息成像技术.

毫米波亚毫米波全息成像技术 为了防范恐怖袭击，许多国家都加强了机场和车站等公共场所的安检措施，其中近程毫米波成像技术就是最简捷有效的安检方式之一。毫米波兼具有微波与红外的优点，有一定的穿透能力，能够根据散射能量的大小区分不同物理属性的物体。近年来毫米波器件的不断发展和人们需求的不断提高，使得近程毫米波成像技术能够在医疗、导航和交管等领域得到越来越广泛的应用。 美国“9.11”恐怖主义事件的发生，给人们敲响了加强安检的警钟。实际上对于人体隐匿物体的探测一直都是一个技术难题，对人体安检的要求是在对人无害的前提下快速区分携带的不同隐匿物体，一些常用的探测方法在人体上宣布失效。例如用高能射线可对行李物品进行有效探测，但是对人体伤害很大，不能用于日常的人体检查；红外探测取决于物体的温度，区分不同物体的能力不强，并且只能得到人体表面图像，不能发现隐匿的违禁物品；金属探测器则对塑料等非金属物品束手无策。毫米波探测技术结合了微波和红外的优点，在具有一定的穿透能力条件下保留了较为理想的图像分辨率，是人体安检的最理想选择。 毫米波不仅可以判别不同物理属性的物体，而且可以判别同一物体的不同状态。当人体正常组织发生病变或损伤时，其物理温度和介电特性发生改变，一般病变部位温度要比周围正常组织高1K，从而引起毫米波的辐射和散射能力的变化，通过毫米波成像就可以判断人体病灶的区域和病变程度等信息。毫米波可以穿透人体表层至大约2mm的深度，可以对早期皮肤癌、脂肪瘤和淋巴结炎等组织异常和病变进行检测，从而早发现早治疗。另外现代军用飞机和舰船等都在大力发展隐身技术，即减小目标的雷达散射截面积，一种有效方法是使用吸波涂层。而黑体辐射理论表明，物体的吸收率越高，其发射率也就越高，也就越容易为被动探测技术所发现。因此被动毫米波成像探测作为一种反隐身技术在近炸引信或末敏弹上具有不可替代的作用。 1 近程毫米波成像技术综述 毫米波成像体制按照被动和主动体制分为两大类，被动主要有焦平面全功率辐射计配合机械扫描、焦平面凝视阵列、相控阵波束形成和被动合成孔径，主动主要有合成孔径和全息成像。 焦平面多通道阵列全功率辐射计配合机械扫描成像技术是当今毫米波成像技术的主要类型，这类系统的优点是用较少的通道就能成像，成本较低，技术难度小，容易实现，其不足是成像时间长，很难满足实时性要求。

逐点扫描毫米波全息成像雷达的建模仿真分析

激光与光电子学进展47,110701(2010) L a ser &Opt oe l e ct ro nics P ro gress C 2010 中国激光 杂志社do i:10.3788/L OP 47.110701逐点扫描毫米波全息成像雷达的建模仿真分析 夏继钢!汤!燕 (中电科技扬州宝军电子有限公司,江苏扬州225003) 摘要!基于菲涅耳衍射理论建立了毫米波全息成像雷达理论模型,确定了照射源、传输空间、目标后向散射系数、散射传输空间和接收复数信号之间的关系,根据该理论模型利用接收的复数信号反演计算出目标图像。基于傅里 叶光学角谱理论,采用M atlab 程序针对该毫米波全息成像雷达理论模型进行了编程计算。该仿真程序可以仿真 计算系统中各种因素对成像质量的影响,包括发射天线增益方向图、接收天线方向增益图和目标散射特性等。利 用该仿真程序可以优化系统中的各项参数,为实际设计毫米波全息成像系统提供帮助。 关键词!成像系统;电磁场与微波技术;毫米波雷达;全息成像;建模仿真 中图分类号!O438.1!!!!OCIS !070.0070090.0090110.0110!!!!文献标识码!A Theory Modeling,Simulation and Analysis on Millime te r Wave Holographic Imaging Radar Based on Point Scanning Mode Xia Jigang !Tang Yan (Yan gzhou Ba ojun Ra dio F a ct or y ,Chin a Elect r on ics T echn ology Gr ou p Cor por a tion , Ya n gzhou ,Jia ngsu 225003,Chin a ) Abstract !Based on the Fresnel diffraction theory,a theorictic al model of the millimeter wave holographic imaging radar is developed,in whic h the relationship about the irradiator,transition space,object back sca t tering c oefficient, back scattering transition spac e and the received complex data is https://www.wendangku.net/doc/736654893.html,ing the model,the object image c an be obtained.A simulation program is presented by the Matlab program based on the Fourier optics angle spectrum theory,whic h can be used to analyze the effect of each factor on the imaging quality and help design realistic radar system. Key wo rds !im aging systems;elec t romagnetic field and microwave tec hnique;millimeter wave radar;hologra phic imaging;modeling and simulation !!收稿日期:2010 04 16;收到修改稿日期:2010 06 01 作者简介:夏继钢(1973?),男,工程师,本科,从事电磁场与微波技术领域的工作。E mail:baoba o -020521@https://www.wendangku.net/doc/736654893.html, 1!引!!言 毫米波波长介于1~10mm 之间,整个毫米波波段具有四个较好的大气传输窗口即以35,94,140和220GH z 为中心的波段。相比于低频段的微波成像,毫米波波长短,成像分辨率高,成本高;相比于光学和红外成像,毫米波成像系统能够探测藏匿在衣物内或衣物中的武器以及违禁物品、大雾天气下的目标等,但清晰度要远低于光学成像[1,2]。因此光学、红外、毫米波和微波成像各有优缺点,在应用中主要取决于实际情况。显然,对于藏匿武器等的违禁物品、大雾天气下的目标探测需要达到可以辨析形状的清晰度时,采用毫米波成像系统比较合适[1~11] 。 根据成像系统是否采用照射源,毫米波成像系统可以分为主动和被动两种模式;根据是否采用相干体制,主动毫米波成像系统可以分为相干模式和非相干模式,其中相干模式即是全息系统[3,4]。相比于其他形式的毫米波成像系统,对于近距离探测违禁物品,毫米波全息成像系统具有显著优势,可以有效探测并对这些违禁物品成像,提高机场、银行等重要部门的安全[6,7]。 然而,采用毫米波或者更短波长如太赫兹信号来实现高速全息成像,需要N #N 个收发单元(N 一般要求大于64)才能具有比较好的成像效果。众所周知,如此高频率的器件,无论是信号源、功放,还是低噪放、

毫米波技术的国内外发展现状与趋势(已看)

毫米波技术的国内外发展现状与趋势 chenpufeng@https://www.wendangku.net/doc/736654893.html, 【主要整理与翻译自“mm-Wave Silicon Technology, 60GHz and Beyond, Ali M. Niknejad, Hossein Hashemi, Springer 2008”，以及部分网络资料，如有侵权请勿怪！】 随着千兆比特流（Gb/s）点对点链接通信、大容量的无线局域网（WLAN）、短距离高速无线个人局域网（WPAN）和车载雷达等高速率宽频带通信应用的市场需求不断扩大，设计实现具有高集成度、高性能、低功耗和低成本的毫米波单片集成电路（MMIC）迫在眉睫。 毫米波可以广泛应用于军事雷达系统、射电天文学和太空以及短距离无线高速传输等领域。采用GaAs 或InP基的毫米波频段的MMIC已经应用于军事上的雷达和卫星通信中。由于GaAs和InP材料具有较高的电子迁移率和电阻率，因此电路可以获得较好的RF性能，但成本较高。由于受到成本和产量的限制，毫米波产品还没有真正实现商业化。作为成熟的工艺，Si基CMOS具有低成本、低功耗以及能与基带IC模块的工艺相兼容等优点，但是与GaAs相比，其在高频性能和噪声性能方面并不具备优势。然而，随着深亚微米和纳米工艺的日趋成熟，设计实现毫米波CMOS集成电路已经成为可能。 近年来，美、日、韩等国相继开放了无需授权使用的毫米波频段（北美和韩国57-64GHz，欧洲和日本59-66GHz），从而进一步刺激了对毫米波CMOS技术的研究。可以预期，在今后几年里，毫米波CMOS技术将会突飞猛进，成为设计毫米波MMIC的另一种有效的选择。 硅基毫米波的研究起始于2000年左右，同年Berkeley的无线研究中心专门设立了60GHz项目，但是当时很少有人认为硅技术能够应用于60GHz频段。而时至今日，毫米波的研究已经从一项模糊的课题演变至今日的研究热点，引起了工业界与风险投资商的浓厚兴趣。目前，该项研究已经拓展到了商业领域，NEC、三星、松下和LG等消费类电子厂商共同成立了WirelessHD联盟来推动60GHz技术在无压缩高清视频传输中的应用，并于2007年制定了相关协议白皮书。 为何是毫米波？

《GB2019毫米波全息成像人体安全检查设备通用技术要求》编制说明

国家标准《毫米波全息成像人体安全检查设备通用技术要求》 编制说明 一、工作简况 1、任务来源 毫米波全息成像人体安全检查系统是一种基于毫米波反射原理，利用反射毫米波对人体体表进行扫描检测的系统，能够在不直接接触人体的情况下有效检测出藏匿于人体表面或衣物下的违禁品和嫌疑物，如枪支、刀具、爆炸物、毒品等，并以图像的方式显示检测结果，适用于机场、车站、陆路关口、重要集会活动等场所的人体安全检查。 近年来，以毫米波全息成像人体扫描设备为代表的AIT（先进成像技术）设备逐渐成为全球人体安检设备的主打设备。因此，通过制定《基于毫米波全息成像技术的人体安全检查设备通用技术要求》国家标准，规范此类设备的技术要求并制定详细的测试方法，对设备的功能性能进行客观评价，加强此类产品的使用与管理十分必要。同时，本标准的制定，推动相关设备在不同领域和场所的推广应用，对切实加强人体安检力度，保障公民生命财产安全，维护社会稳定具有重要意义。 2018年3月7日全国安全防范报警系统标准化技术委员会（SAC/TC100）秘书处在北京组织召开“2018年度防爆安全检查专业标准制修订计划项目研讨会”，研讨新标准项目提案，确定 2018 年度TC100 申报的防爆安全检查标准制修订计划项目。标准申报单位是公安部安全与警用电子产品质量检测中心和同方威视技术股份有限公司，会议确定同方威视技术股份有限公司为标准主责起草单位。 2018年3月全国安全防范报警系统标准化技术委员会（SAC/TC100）

经立项评审后，经公安部主管部门同意，向国家标准委提交立项申请。同年，国家标准化管理委员会下达了制修订计划，将制定《毫米波全息成像人体安全检查仪》列入国家标准制修订计划，项目计划编号为20184821-T-312。 2、协作单位 本标准负责起草单位包括：同方威视技术股份有限公司、公安部第一研究所、中国民航科学技术研究院、清华大学、公安部第三研究所、公安部安全与警用电子产品质量检测中心、华讯方舟科技有限公司、北京声讯电子股份有限公司、西安天和防务技术股份有限公司、中国电科38所博微太赫兹公司、北京航天易联科技发展有限公司、杭州芯影科技有限公司等。 3、主要工作过程 3.1、起草准备阶段 国内外毫米波全息成像相关技术、产品、市场和相关法律法规调研，同方威视技术股份有限公司相关产品技术和市场信息收集汇总，进行该项国家标准的可行性分析。在相关产品企业标准基础上修改撰写标准草案，完成立项工作。 立项后，接下来是提出并确定标准要解决的主要问题：同类设备如何统一到一个产品规范上？设备技术指标的通用性、可量化性及可测性，用户使用设备的关注点都是什么？针对这些问题，从调研市场上同类设备公开技术信息和用户对设备的使用需求入手，重点研究设备关键技术指标，如：图像分辨力和ATR自动识别性能等。最终确定标准的技术要求、试验方法/测试方案和检验规则，设计开发所需测试体，如图像指标

全球最先进的毫米波3D成像CMOS系统级芯片问世

全球最先进的毫米波3D成像CMOS系统级芯片问世 据麦姆斯咨询报道，3D 成像技术全球领导者Vayyar Imaging(以下简称Vayyar)近日宣布推出全球最先进的毫米波(mmWave)3D 成像系统级芯片(SOC)，它集成了数量空前的收发器以及一款先进的DSP(数字信号处理器)，带来高精度高分辨率的3D 轮廓成像。下面就随嵌入式小编一起来了解一下相关 内容吧。 全球最先进的毫米波3D 成像CMOS 系统级芯片问世 Vayyar 在单颗芯片上集成了72 个发射器和72 个接收器，覆盖了3GHz- 81GHz 雷达和成像频段。凭借集成的大内存高性能DSP，Vayyar 的传感器无需任何外部CPU 执行复杂的成像算法。 突破了目前传感器的技术枷锁，Vayyar 这款新芯片能够支持超高的带宽，从而提供了前所未有的精度和高分辨率图像。Vayyar 的传感器能够区分物体和人员，在构建大面积区域3D 地图的同时，能够实现精确定位。其传感器可以 实时地同时探测并分类各种目标。 通过使用宽带无线电波，这款传感器可以穿透不同类型的材料，并能在 任何天气或光照条件下运行，使其理想地适用于汽车和工业市场。 全球最先进的毫米波3D 成像CMOS 系统级芯片问世 利用Vayyar 的3D 传感器进行障碍物探测、分类，以及实时地图构建，实现车辆自适应防碰撞巡航 Vayyar 创始人兼公司总裁、首席执行官Raviv Melamed 解释称：“无线电波成像是一种强大的技术，近几十年来一直停步不前。Vayyar 的新传感器终于释放了这项技术的潜力。” Vayyar 第一代传感器已经由全球500 强企业应用于各个产业，包括作为