無源毫米波成像理論與超分辨信號處理技術研究.pdf

1、無源毫米波成像系統(tǒng)探測物體輻射的毫米波能量，利用輻射強度差異實現成像，可應用于機場安檢、場景監(jiān)控、飛機盲著陸、醫(yī)療診斷和環(huán)境檢測等領域。但由于目標場景毫米波段自身輻射較弱、天線孔徑尺寸有限和衍射受限，導致獲取的毫米波圖像實際分辨率較低，目標分析與檢測困難。因此必須深入研究無源毫米波的成像理論、改善圖像空間分辨率和提高目標檢測能力的方法。本論文基于焦平面線陣掃描的無源毫米波成像理論與超分辨信號處理技術研究主要包括： 1．根據目標及

2、場景的毫米波輻射特性和無源毫米波成像機理，在有限空間譜反演的統(tǒng)一理論框架下分析了幾種不同體制的無源毫米波成像，描述了其數學本質，為系統(tǒng)分析設計奠定了理論基礎。 2．通過引入焦-像平面變換算子，導出球面投影關系和非均勻多波束模型，建立了成像過程的空變數學模型，能夠分離表征傳播、聚集、接收三類不同屬性的空變因素的影響。 3．提出了球面反投影變換去空變方法，將空變問題轉化為空不變問題，顯著降低了空變條件下超分辨算法難度及運算量

3、，并改善其性能。在此基礎上，針對基于統(tǒng)計優(yōu)化的超分辨算法的非線性運算會破壞通帶頻譜的問題，提出了統(tǒng)計優(yōu)化頻譜校正超分辨算法，從而有效地恢復了通帶頻譜并減小了寄生波紋。 4．提出了基于小波分解的最大似然多重網格(WMIMG)超分辨算法，解決了在超分辨處理過程中外推頻譜與通帶頻譜的混疊問題，從而抑制了恢復圖像中的混疊寄生，并提高了無源毫米波圖像的分辨率。 5．針對弱小目標的運動檢測問題，提出了基于截斷序貫似然比的改進的動態(tài)規(guī)