高精度毫米波柱面孔径全息成像算法研究

来源：信号处理杂志 2024年第3期北京时间：

作者：谭维贤, 王欢, 黄平平, 徐伟, 乞耀龙, 陈彦民, 申振坤

摘要：近年来，国际恐怖袭击事件时有发生，使得安全形势变得极为严峻，因此迫切需要引入新型的安全检查手段，防范和应对重大安全事故的发生。在此背景下，毫米波全息三维成像凭借其安全性、穿透性和高分辨率成像等优势，被广泛地应用在安检领域。由于人体安检需要在短时间内对目标进行精确的检测，具有实时性的特点，即需要在实时情况下快速做出判断和决策，因此对成像精度有着更高的要求。本文提出了一种高精度毫米波柱面孔径全息成像算法，给出了柱面孔径三维成像所需要满足的采样准则；首先，将成像区域划分为序列不同半径的成像柱面，依据成像精度和相位误差控制范围设置成像参考柱面，简化重复计算匹配滤波函数的过程；然后，将回波信号变换至三维波数域中，并与匹配滤波函数相乘；接着，沿距离向对匹配滤波的结果进行积分，聚焦获得相应半径柱面上目标的散射信息；最后，对不同半径柱面上的目标进行聚焦，获取目标的全部散射信息，进而完成对整个观测区域的三维图像重建。本文给出了参考面最佳分配策略和算法成像复杂度分析，并通过点目标仿真详细地分析了相位误差对成像质量的影响，并与现有的方法进行了比较，以及在同样的系统参数下对人体模特进行成像实验，仿真和实验的结果表明本文方法的有效性、精确性和正确性。

关键词：‍‍毫米波雷达, 柱面孔径, 毫米波全息三维成像