一种单通道毫米波编码成像系统的测量挡板设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及毫米波探测成像的技术领域，特别是一种单通道毫米波编码成像系统的测量挡板设计方法。
【背景技术】
[0002]单通道毫米波编码成像系统中关键部分是测量挡板。图像重构算法的好坏决定最终得到的毫米波图像与真实场景图像的接近程度，而能够正确成像的前提是测量挡板设计正确。
[0003]Sylvester型H矩阵是理论上的最佳编码测量矩阵，而S矩阵可以由Sylvester型H矩阵经初等矩阵变换得到，对于S矩阵，0、I编码构型易于实现，是实用中的最佳编码矩阵。由0、I构成的循环S矩阵可以由自然移位m序列产生，易于硬件实现。从实际角度考虑，本设计选择循环S矩阵作为系统的编码测量矩阵来设计编码模板。
[0004]现有的测量挡板装置主要都为矩形，矩形挡板硬件实现简单，运动机制也容易实现；矩形挡板运动机制主要有直线运动型和折返运动型。折返运动型测量挡板构造简单，运动空间最小，运动机构最复杂；直线运动型测量挡板构造简单，运动空间中等，运动机构相对简单。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术存在的问题，本发明基于循环S矩阵制作的圆形测量挡板，其运动机制为旋转运动型，这种旋转运动型测量挡板构造复杂，运动空间最大，但是运动机制最简单。
[0006]一种单通道毫米波编码成像系统的测量挡板装置的制造方法，包括以下步骤:
[0007]步骤1，采用循环S矩阵设计圆形编码矩阵模板；
[0008]步骤2，制作半径与编码矩阵模板相同且带有出射狭缝的出射狭缝模板，并将其固定于编码矩阵模板射出毫米波的一侧，其圆心在编码矩阵模板上的投影与编码矩阵码板圆心重合；
[0009]步骤3，将编码矩阵模板连接电机与传动装置，并在控制模块的作用下编码矩阵模板绕圆心旋转。
[0010]实现本方法，步骤I中圆形编码矩阵模板I采用循环S矩阵设计，设计过程如下:
[0011]步骤1.1，构造一个22n-l阶循环S矩阵Α，η为正整数，折叠码矩阵大小为(2η-1) X (2η+1)，循环S矩阵为0，I矩阵；
[0012]步骤1.2，将循环S矩阵A的第一行折叠为(2η-1) X (2η+1)的矩阵B，将2^Β矩阵依次横向排列；
[0013]步骤1.3，从第二个B矩阵开始变化，变化规则为:后一个矩阵是前一个矩阵将第I行移至最后I行，第2行分别向上移动I行得到的；
[0014]步骤1.4，对变换后的2η个矩阵，取第I?(2η-1)行，第I?2η(2η+1)_1列，得到一个(2n-l) X [2n(2n+l)-l]矩阵 C ；
[0015]步骤1.5，根据矩阵C制作码板，且矩阵C中的O对应码板上毫米波不透过部分，I对应码板上毫米波透过部分；
[0016]步骤1.6，在直线形码板最后添加一列定位码元构成(2n_l)行、2n(2n+l)列的形状；
[0017]步骤1.7，将添加了定位码元的直线形码板首尾相接得到圆形的编码矩阵模板I。
[0018]本发明采用以下方法进一步实现发明目的:
[0019](I)出射狭缝模板的制作方法如下:在出射狭缝模板上以圆心为起点沿径向出射狭缝模板边缘切割一个扇形缺口的出射狭缝。
[0020](2)出射狭缝尺寸满足每次测量仅有2n+l列码元编码过的毫米波从出射狭缝中射出。
[0021](3)编码矩阵模板旋转满足以下条件:每次测量仅移动一列码元。
[0022]本发明与现有技术相比，具有以下优点:基于循环S矩阵的圆形测量挡板，运动机制为旋转运动型，这种旋转运动型测量挡板构造最复杂，运动空间最大，但是运动机制最简单；并且由于挡板是基于循环S矩阵的码板，所以是实际应用中的最佳编码挡板。相比于直线运动型挡板和折返运动型挡板，本发明中的旋转运动型圆形测量挡板对图像重构具有极大的优势。
[0023]下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的方法流程图；
[0025]图2为按照本发明设计出的测量挡板原理框图；
[0026]图3为米用循环S矩阵构造编码矩阵模板原理不意图；
[0027]图4为以15阶循环S矩阵为例子构成的直线形码板示意图；
[0028]图5为以15阶循环S矩阵为例子构成的直线形码板加上定位码元的示意图；
[0029]
【具体实施方式】
[0030]结合图1，一种单通道毫米波编码成像系统的测量挡板设计方法，包括以下步骤:
[0031]步骤1，采用循环S矩阵设计圆形编码矩阵模板I ;
[0032]步骤2，制作半径与编码矩阵模板I相同且带有出射狭缝2-1的出射狭缝模板2，并将其固定于编码矩阵模板I射出毫米波的一侧，其圆心在编码矩阵模板I上的投影与编码矩阵码板I圆心重合；
[0033]步骤3，将编码矩阵模板I连接电机与传动装置3，并在控制模块4的作用下编码矩阵模板I绕圆心旋转。
[0034]结合图3，步骤I的具体设计过程如下:
[0035]步骤1.1，构造一个22n_l阶循环S矩阵Α，η为正整数，折叠码矩阵大小为(2η-1) X (2η+1)，循环S矩阵为0，I矩阵；
[0036]步骤1.2，将循环S矩阵A的第一行折叠为(2η-1) X (2η+1)的矩阵B，将2外B矩阵依次横向排列；
[0037]步骤1.3，从第二个B矩阵开始变化，变化规则为:后一个矩阵是前一个矩阵将第I行移至最后I行，第2行分别向上移动I行得到的；
[0038]步骤1.4，对变换后的2n个矩阵，取第I?(2n_l)行，第I?2n(2n+l)-1列，得到一个(2n-l) X [2n(2n+l)-l]矩阵 C ；
[0039]步骤1.5，根据矩阵C制作码板，且矩阵C中的O对应码板上毫米波不透过部分(如图4、5中的黑色码元)，I对应码板上毫米波透过部分(如图4、5中的白色码元)，如图4所示;
[0040]步骤1.6，在直线形码板最后添加一列定位码元构成(2n_l)行、2n(2n+l)列的形状，如图5所示；
[0041]步骤1.7，将添加了定位码元的直线形码板首尾相接得到圆形的