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毫米波无源成像系统建模及盲复原处理算法研究

刘旻  
【摘要】:毫米波无源成像是基于目标与场景的毫米波段辐射能量分布差异来实现成像的。该成像技术具有以下优势:对烟云雨雾和部分遮蔽具有穿透性,受天气环境影响小可探测隐匿目标;采用被动成像体制,对人体没有辐射危害,且探测的隐蔽性好。因此,毫米波无源成像技术在反恐维稳、航空安检、地面监控和军事侦察等领域中具有重要的应用价值。 当前,国内的毫米波无源成像技术研究与国外有一定差距,基础理论尚不完善,影响了系统整体的优化设计。且图像处理过程中存在点扩展函数不够精确的问题,影响了图像复原的质量。为解决上述问题,本论文在国家自然科学基金的支持下,对毫米波无源成像技术进行了理论建模,并研究了盲复原处理算法。主要内容包括以下几点: 1.对辐射接收过程进行了分析,归纳总结了毫米波无源成像的系统结构,对整体的系统设计具有参考意义。 2.分析了天线视在温度的形成过程,对毫米波场景进行了仿真建模。研究了多波束线阵扫描成像体制的数学模型,并基于x×x馈源排列方式对扫描成像过程进行了仿真,验证了系统性能。 3.针对图像复原中点扩展函数不准确且小视场成像数据量少的问题,以迭代逆滤波方法为基础,通过加入正则性约束和支撑域限制的方式,研究了迭代估计盲复原算法,实验结果获得了良好的复原效果。 4.分析了毫米波无源成像的后验概率分布模型;针对大视场成像研究了变分贝叶斯盲复原算法,获得了较准确的系统点扩展函数,有效地提高了系统成像质量。


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