第
40
卷
第
9
期 系统工程与电子技术
Vol.40
No.9
2018
年
9
月
S
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g
ineerin
g
andElectronics Se
p
tember2018
文章编号:
1001506X
(
2018
)
09192605
网址 :
www.s
y
sele.com
收稿 日期:
2017 07 04
;修 回日期 :
2018 04 19
;网 络优先 出版日 期:
2018 06 29
。
网络 优先出 版地址 :
htt
p
:
∥
kns.cnki.net
/
kcms
/
detail
/
11.2422.TN.20180629.1444.002.html
基金 项目:国家自然科学基金(
61601426
)资助课题
基于毫米波近场成像的二维稀疏面阵结构
赵宇姣
1
,
2
,成彬彬
1
,
2
,刘
杰
1
,
2
,姜济群
3
,喻
洋
1
,
2
(
1.
中国工程物理研究院电子工程研究所,四川 绵阳
621900
;
2.
中国工程物理研究院微系统与
太赫兹研究中心,四川 成都
610200
;
3.
公安部第一研究所,北京
100048
)
摘
要:介绍了一种基于口字型布局的二维稀疏面阵结 构,该 结构 在保证 等效 阵元均 匀分 布的前 提下,有 效
减小了进入接收机的耦合信号的能量
。在载频
35GHz
、带宽
5GHz
的系统条件下,该结构采用
64
个发射天线 与
64
个接收天线,通过电动扫描的方式可以实现对指定区域 的三 维快速 成像。点 目标扩 展函 数的 仿真 结 果显 示该
阵型结构在方位向、高度向和距离向的分辨率分别达到
6mm
、
6mm
和
3cm
;对复 杂目 标的三 维成 像实验 进一 步
验证了该阵型结构具有良好的成像性能。
关键词:稀疏面阵;近场;三维成像;等效孔径
中图分类号:
TN95
文献标志码:
A
犇犗犐
:
10.3969
/
j
.issn.1001506X.2018.09.05
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引
言
近年来,随着半导体技术的发展,毫米波 成像 系统的 性
能得到了迅速提升。 毫 米波 具 有 良 好的 穿 透 性,能 够 有 效
实现对目标的 高 分 辨检 测,在 人 体 安 检
[
13
]
、汽 车 防 撞
[
45
]
、
气象探测
[
68
]
等领域 的 有 着广 泛 的 应 用。 在近 场 安 检 成像
技术中,目标的机动性、非合作性与环境的复 杂性 对毫米 波
安检系统的实时性 能 提 出 了较 高 要 求。 目 前,国 内 外的 近
场安检系统多采用一维电动扫描与一维机 械扫 描相结 合的
方式
[
9
]
。以美 国 西 北 太 平 洋 国 家 实 验 室 (
p
acificnorthwest
nationallaborator
y
,
PNNL
)研发的毫 米波 安检 系统
ProVision
为例,系统包括两个一维线阵,分别沿半个圆 柱面 对目标 进
行扫描
[
1011
]
,扫 描 时 间
1.5s
[
12
]
。该 体 制 安 检 系 统 的 缺 点
主要在于受机械运动的限制,扫描时间相对 较长,人体 的呼
吸作用或轻 微 移 动 容 易 导 致 成 像 结 果 的 模 糊
[
13
]
。基 于 平
面阵结构
[
1415
]
的安检系统 为 精确、实 时 的 近场 高 分 辨 率成
像提供了可能。以 德国 罗德 与 施 瓦茨 (
Rohde & Schwarz
)
公司研发 的 安检 系统
QPS200
为 例,系 统 集成 了
3072
个
发射天线与
3072
个接收 天线,扫 描时 间 小于
25ms
[
16
]
;该
系统 采 用 贴 片式 天 线 结 构
[
17
]
,当 天 线 的 间距 较 小 时,耦 合
信号会影响射频接收机的正常工作,因此,在 后端 的信号 处
理中,需 要 将 耦合 较 大 的 接收 信 号 判 为无 效
[
18
]
,降 低 了 数