一种带有幅度修正的毫米波全息成像方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及毫米波全息成像技术领域，特别是涉及一种带有幅度修正的毫米波全 息成像方法。
【背景技术】
[0002] 面对日益严峻的恐怖主义威胁，公共场合的个人安检变得越来越重要。毫米波成 像由于其对人体无害、可识别目标广等优点被广泛研究。毫米波成像探测仪基于毫米波反 射原理，利用反射毫米波对人体进行扫描检测，能够在不直接接触人体的情况下有效检测 出藏匿于人体衣物下的违禁品和危险品，如枪支、刀具、爆炸物、毒品等，并以图像的方式显 示检测结果，能满足机场、车站、陆路关口、重要集会活动等场所的人体安检需求。
[0003] 固有的毫米波全息成像方法在算法公式推导过程中有很多忽略项，其中对信号幅 度的忽略对成像结果有较大的影响，因为在目标距离天线较近的情况下，从天线到目标的 这段距离对每个目标像素点来说都是不同且变化显著的。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种带有幅度修正的毫米波全息成像方法，在 不增加算法计算步骤的基础上，可获得更加清晰的成像结果。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种带有幅度修正的毫米波全 息成像方法，包括以下步骤：
[0006] (1)在毫米波扫描平面上获得信号f(x，y，《)，其中，信号f(x， y，《)为复数信号， X为毫米波扫描平面的横轴，y为毫米波扫描平面的纵轴，co为毫米波前端发射信号频率；
[0007] (2)将所述信号f (x，y，CO)乘以一个幅度修正项M(x，y)，得到幅度修正信号；
[0008] (3)将上述幅度修正信号做关于X和y的二维离散傅里叶变换，得到信号 H(kx, ky, ?)，其中，kx和ky分别是对应于X和y的空间波数；
[0009] (4)将信号H(kx, ky, ?)乘以一个相位修正因子得到相位修正信号；
[0010] (5)将相位修正信号从均勾的（kx, ky, 〇)域插值到均勾取样的（kx, ky, kz)域上， 其中，kz是对应于Z的空间波数，Z为垂直于毫米波扫描平面的轴；
[0011] (6)用三维离散傅里叶逆变换处理经过步骤（5)处理后的信号得到目标图像。
[0012] 所述步骤⑵中的幅度修正项= 十<+41 +句;+ 42j/(x2+/+<y，其 中，^是目标视场到毫米波前端收发天线的距离。
标视场到毫米波前端收发天线的距离，c为自由空间光速。
[0014] 有益效果
[0015]由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效 果：本发明考虑了传统方法中被忽略掉的幅度项，简单可行，在不增加计算步骤的基础上提 高了成像质量。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的坐标说明图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0018] 如图1所示，毫米波收发前端在矩形扫描平面1上扫描，其中水平方向的扫描 由系统内的开关切换实现电扫描，俯仰方向的扫描由外界扫描装置实现机械扫描。成像 系统发射天线发射毫米波信号，接收天线收到后与对应的发射信号混频到零中频，得到 f(x，y，《)，其中，信号f(x，y，《)为复数信号，X为毫米波扫描平面的横轴，y为毫米波扫描 平面的纵轴，co为毫米波前端发射信号频率。
[0019]将所述信号f(x，y，《)乘以一个幅度修正项M(x，y)，得到幅度修正信号，其中，幅 度修正项= (?2 + _y2 + Zi2 + 4x + 4_y + 4Z」/(x2 + _y2 + Zi2> ,其中，Zs是目标视场到毫米 波前端收发天线的距离。
[0020] 将上述幅度修正信号做关于X和y的二维离散傅里叶变换，得到信号 H(kx, ky, ?)，其中，kx和ky分别是对应于X和y的空间波数。
[0021] 将信号H(kx，ky, ?)乘以一个相位修正因子得到相位修正信号，其中，相位修正
[0022] 将相位修正信号从均勾的（kx, ky, 〇)域插值到均勾取样的（kx, ky, kz)域上，其 中，kz是对应于z的空间波数，z为垂直于毫米波扫描平面的轴。
[0023] 用三维离散傅里叶逆变换处理经过上述步骤处理后的信号得到目标图像2。
[0024]不难发现，本发明区别于传统毫米波全息成像方法的主要不同是，考虑了原本被 忽略掉的幅度项。本发明简单可行，在不增加计算步骤的基础上提高了成像质量。
【主权项】
1. 一种带有幅度修正的毫米波全息成像方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 在毫米波扫描平面上获得信号f(x，y，ω)，其中，信号f(x，y，ω)为复数信号，X为 毫米波扫描平面的横轴，y为毫米波扫描平面的纵轴，ω为毫米波前端发射信号频率； (2) 将所述信号f(x，y，ω)乘以一个幅度修正项M(x，y)，得到幅度修正信号； (3) 将上述幅度修正信号做关于1和7的二维离散傅里叶变换，得到信号 H(kx, ky, ω)，其中，kx和ky分别是对应于X和y的空间波数； (4) 将信号H(kx，ky，ω)乘以一个相位修正因子得到相位修正信号； (5) 将相位修正信号从均勾的（kx，ky, ω)域插值到均勾取样的（kx，ky，kz)域上，其 中，kz是对应于z的空间波数，z为垂直于毫米波扫描平面的轴； (6) 用三维离散傅里叶逆变换处理经过步骤（5)处理后的信号得到目标图像。2. 根据权利要求1所述的带有幅度修正的毫米波全息成像方法，其特征在于，所述步 骤（2)中的幅度修正项其中，Zs是目 标视场到毫米波前端收发天线的距离。3. 根据权利要求1所述的带有幅度修正的毫米波全息成像方法，其特征在于，所述步 骤⑷中的相位修正因子为，其中，Zs是目标视场到毫米波 前端收发天线的距离，c为自由空间光速。
【专利摘要】本发明涉及一种带有幅度修正的毫米波全息成像方法，包括以下步骤：在毫米波扫描平面上获得信号f(x,y,ω)；将所述信号f(x,y,ω)乘以一个幅度修正项M(x,y)，得到幅度修正信号；将上述幅度修正信号做关于x和y的二维离散傅里叶变换，得到信号H(kx,ky,ω)；将信号H(kx,ky,ω)乘以一个相位修正因子得到相位修正信号；将相位修正信号从均匀的(kx,ky,ω)域插值到均匀取样的(kx,ky,kz)域上；用三维离散傅里叶逆变换处理经过上述信号得到目标图像。本发明可获得更加清晰的成像结果。
【IPC分类】G01V3/12
【公开号】CN105068126
【申请号】CN201510387810
【发明人】杨明辉, 朱玉琨, 孙晓玮, 孙芸
【申请人】中国科学院上海微系统与信息技术研究所
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月2日