微波成像

摘要： 本文提出了一种基于对比源的微波成像矩阵算法。目前常用的微波成像算法主要采用迭代求解的这一模式,例如传统的对比源反演采用梯度优化的方法进行迭代运算,随机优化算法在构建目标函数的基础上进行迭代求解。但是迭代求解的时间成本与硬件成本非常高,并且针对复杂成像问题易产生较大误差。本文首先对传统成像模型进行改进,为保证对比源的恒定,采用固定位置的激励源入射,在多层圆周上均匀分布的测量点接收散射信号。其次从Lippman-Schwinger方程出发推导了矩阵算法的物理模型,最后采用多种相对介电常数分布的成像问题,对算法进行了验证。仿真结果表明,本文提出的微波成像矩阵算法计算效率高,并且针对复杂成像问题具有良好的性能。

摘要： 人工智能技术在数据、算力、算法三个条件下产生了爆发式发展,其中最成功的应用领域当属计算机视觉,这也得益于相机等感知技术的快速发展和普及。从计算机视觉发展历史上看,光学感知技术催生了计算机视觉这一新学科方向。同样的,随着雷达及其他电磁感知技术的发展,产生了海量的雷达数据。雷达图像与光学图像在波段、成像机理、散射特性等方面有很大区别,须发展专门的物理驱动的人工智能技术来进行解译和应用,以满足当今雷达技术领域的重大需求。因此提出微波视觉这一新的交叉学科研究方向,通过借鉴人脑视觉感知机理和计算机视觉相关技术,融合电磁物理规律与雷达成像机理,研究面向雷达等电磁感知数据的物理智能理论与方法(图1)。微波视觉的研究前沿必然是基于物理机理的可解释、强泛化的人工智能,同时也会拓展到电磁散射机理的建模、反演与识别,微波成像系统体制设计,微波成像算法研发,以及雷达图像信息提取与语义理解等方面。

摘要： 虚拟透镜成像技术是一种成像新技术,并且能够兼容不同的技术体制。针对高精度探测和高分辨成像需求,对虚拟透镜成像技术进行了研究,提出了一种基于虚拟透镜成像技术的和/差波束成像算法,采用和波束成像进行目标快速检测,采用差波束成像进行目标精确测角,对和/差波束成像技术进一步拓展,给出了一种高分辨成像算法。此外,为了进一步改善成像性能,提出了一种高效和/差波束形成算法。最后进行了和差波束成像仿真,仿真结果表明,所提出的和/差波束成像方法具有较好的成像效果和目标探测精度。

摘要： SAR(Synthetic Aperture Radar)通过弹载、机载或星载等搭载的方式,在载体的运动方向形成合成孔径,等效为一个较长的天线,在物体返回的回波能量达到孔径发射出的光束宽度内,通过对其接收回波的处理,可以实现目标物体的成像。由于地形形势的复杂和地面面积的广阔,对平地、江河、山川等不同区域的成像显得尤为困难。为了实现远距离、大范围成像,成像技术不断进步,从基于光学的遥感成像发展到基于合成孔径技术的微波成像。2006年4月,我国将“遥感卫星一号”送入太空.

摘要： 装备表面覆盖的吸波涂层在长期使用后容易发生磨损、膨胀、老化等损伤,从而影响吸收性能。利用反射率、相位测量和微波成像技术,研究了这3种损伤模式及其对吸收性能的影响。首先制作了带有三种损伤类型的雷达吸波涂层和红外-雷达兼容吸波涂层样板,采用弓形法测量反射率和相位,采用雷达散射成像系统建立样板散射图像。通过实验结果和定性分析,发现所有类型的损伤都使涂层吸收性能恶化,其相应的吸收频带变窄,并随涂层的结构或吸波材料成分的变化而变化。其中,磨损损伤模式对这两种吸波涂层的影响最为严重,导致吸收能力急剧下降。

摘要： 微波成像技术在雷达、制导、引信、安防、医疗等领域有极大的应用需求,本文研究了基于透镜成像原理的微波阵列快速成像技术,通过分析透镜成像系统的成像特性以及成像算法,提出了一种适用于阵列成像的快速算法,该方法仅需要执行一次IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)运算即可获得目标的像.所提出的新方法降低了算法复杂度,具有较快的运算速度.最后进行了成像验证,采用微波暗室测试散射源近场数据,通过快速成像算法计算目标的像,实验结果证明新算法具有较好的成像效果.

摘要： 常规转台成像需要目标部件与探测设备之间存在不同的相对运动,对于非连续转动的步进转台系统,该成像方法无效。为了解决步进转台成像难题和消除对目标部件多普勒频移的成像依赖性,提出将虚拟透镜成像技术应用到转台成像系统中,通过分析新成像系统的特性,针对转台主动式成像进行了算法拓展,给出了转台成像算法模型,优化了相位补偿方法。最后进行了被动式和主动式步进转台成像仿真,获得了较好的成像效果,仿真结果验证了新转台成像方法的有效性。

摘要： 微波探测成像技术已经成为人类拓展自身认知世界能力的重要手段.电磁场与目标相互作用产生的目标散射场蕴含了目标外形、材料、姿态等重要物理信息,可用于目标特性的精确获取和识别.作为探测媒介的高精度、高分辨率的微波探测成像技术,是电磁场与微波技术领域的一个研究热点.微波频段(包括毫米波、太赫兹)电磁波对大多数介质的穿透性好,在复杂环境下的抗干扰能力强,加之其非电离辐射对人体的安全性,非接触的探测模式和高分辨率的探测性能,使微波成像技术在电子信息、航空航天和安全防卫等领域有着广阔的应用前景.

摘要： 为了解决在雷达、制导、引信、安防、医疗等领域有极大需求的微波成像问题,文中研究了模拟光学透镜成像原理的阵列数字成像技术,分析了该成像技术的基本原理及成像条件,给出了成像分辨率对单元间距、阵列孔径的要求,提出了降低副像影响的非均匀阵列技术.最后结合电磁仿真结果进行了阵列成像仿真验证,仿真结果表明采用该技术能够对探测目标有效成像,充分验证了本文相关分析结果的正确性和成像方法的有效性.

摘要： 该文深入阐述基于信息超材料的高性能微波计算成像系统架构设计、工作原理与建模分析.首先,利用信息超材料对电磁波优异的调节能力,结合压缩采样理论,重点讨论信息超材料多样杂散波束产生及高性能辐射设计方法.再进一步构建针对高辐射性能信息超材料微波计算成像系统的数值模型,并提出一种高性能色散信息超材料单元,该单元带阻频率捷变特性可覆盖整个X波段.基于该单元设计了一款高透射效率信息超材料透镜,在成像区域内辐射性能较当前超材料孔径提高3倍,辐射效率达到75％.最后基于所构建的数值模型,计算验证所提出的高透射率色散信息超材料透镜对理想散射体的图像还原能力.该文所研究的基于信息超材料的高性能微波计算成像系统,为成像雷达、安防预警、医疗检测等应用提供了坚实的理论依据和前瞻性探索.

摘要： 斜升步进频率调制方式的微波近场乳腺肿瘤检测系统中,乳腺肿瘤微波成像信息主要是回波信号的低频和低能量部分,提高成像精度的关键是要改进低频、低能量信号的获取方法。本文在信号源和成像信息提取两个方面做了改进.信号源采用幅度随机脉冲序列频率调制方式,提升系统回波信号的相关性、增强低能量信号的接收能力。在信号处理的过程中,针对系统回波信号的非线性性和非稳态性,采用经验模式分解(EMD)方法,获取精确成像的低频信息。

摘要： 遥感数据的地理定位精度是影响其定量化应用的重要因素,为了提高FY-3B微波成像仪(MWRI)L1级数据的定位精度,本文分析了地理定位算法模型中安装矩阵与实际定位偏差之间的关系,通过修正风云三号卫星地面应用系统预处理模块中参数——安装矩阵,提高了地理定位精度。当仪器坐标系分别绕X轴、Y轴、Z轴旋转一小角度后,遥感图像的定位结果会分别产生旋转变形、左右平移和前后平移。本文分析并建立旋转角度与变形之间的数量关系,根据海陆掩码与遥感图像的偏差程度估算安装矩阵的误差。修正安装矩阵后,计算出的定位结果准确性得到明显提高,精度达到1个像元左右。通过一段时间的业务系统测试,地理定位结果的质量稳定可靠。

摘要： 合成孔径雷达是一种全天时、全天候的微波成像雷达，具有良好的空间分辨率，在能见度极差的气象条件下可以获得类似于光学照片的高分辨率雷达图像。传统的合成孔径雷达其空间分辨率与测绘带宽度存在一定矛盾，提高SAR分辨率直接影响测绘带宽度。本文基于融合思想，探讨了一种条带/聚束相结合的混合模式SAR，这种模式SAR可以同时提高分辨率和扩大测绘带宽度，用以平衡SAR分辨率和测绘带宽度之间的矛盾。文中讨论了条带SAR和聚束SAR的成像方法以及混合SAR成像技术，论文内容对促进SAR技术的发展和扩腱SAR的应用领域具有重要意义。

摘要： 雷达为了快速识别目标，需建立相应的目标特性库，现有的得到目标特性的方法有实测法和仿真法，实测法耗时耗力又耗钱，不能大量使用。而目前的仿真方法将电磁计算和成像分开进行，不利于快速及准确成像。本文使用MATLAB编写成像系统，通过后台调用FEKO，将FEKO建立的模型计算远场来模拟回波，将计算结果成一维距离像和二维ISAR像，从而大大提高了成像速度和精度。

摘要： 钢筋混凝土是建筑中常用的材料，其质量的好坏直接影响建筑工程的质量。微波是一种频率比较高的电磁波，其特点是在瑞利区内遇到金属体时会发生强反射。本文设计一种频率在2.4GHz单频点的微带阵列天线，用于对钢筋混凝土进行无损检测断面成像。微带天线属于微带线结构，在介质基板的下表面敷一层金属作为地，上表面粘贴上具有辐射形的金属贴片。这种天线的特点是体积小、重量轻、易于加工和共形，并且把几个微带贴片单元组成阵列可以提高天线的方向性和增益。其缺点是频带窄，在组成阵列时会产生一定副瓣电平。本文在对微带阵列天线理论设计与分析的基础上进行了仿真设计，分别用HFSS软件对天线的s参数进行优化，并对其阻抗特性和辐射模型进行仿真，用ADS软件对天线阵列的馈电电路进行了设计。

摘要： 本文根据旋转目标微波成像原理[1]，提出了一种复杂飞行器目标的多点源散射模型。通过理论仿真和实验测量。进行目标二维成像，并进行散射中心的提取[2]、分离和点频RCS数据重构。当照射波相对频带宽较小，在一定的目标姿态角变化范围内，复杂目标的散射中心可以用多个点源散射体来表征，整个目标的散射特性可以由各个散射中心矢量迭加而得到。rn 重构RCS数据与测量数据的比对结果说明，本文所建立的目标多散射源数学模型是合理的.

摘要： 围绕“诊断”的概念，着力于研究无人机雷达散射点的空间位置分布及其散射幅度，获得足够的分辨率与精度。采用高精度的雷达散射截面测试技术，借助微波层析成像理论，获取无人机结构区域内的散射特性一维、二维空间分布，为其隐身性能的改善提供科学客观的数据。利用这些技术对某型号无人机隐身性能进行了诊断，从不同角度获得了其隐身特性数据。

摘要： 围绕“诊断”的概念，着力于研究无人机雷达散射点的空间位置分布及其散射幅度，获得足够的分辨率与精度。采用高精度的雷达散射截面测试技术，借助微波层析成像理论，获取无人机结构区域内的散射特性一维、二维空间分布，为其隐身性能的改善提供科学客观的数据。利用这些技术对某型号无人机隐身性能进行了诊断，从不同角度获得了其隐身特性数据。

摘要： 围绕“诊断”的概念，着力于研究无人机雷达散射点的空间位置分布及其散射幅度，获得足够的分辨率与精度。采用高精度的雷达散射截面测试技术，借助微波层析成像理论，获取无人机结构区域内的散射特性一维、二维空间分布，为其隐身性能的改善提供科学客观的数据。利用这些技术对某型号无人机隐身性能进行了诊断，从不同角度获得了其隐身特性数据。

摘要： 围绕“诊断”的概念，着力于研究无人机雷达散射点的空间位置分布及其散射幅度，获得足够的分辨率与精度。采用高精度的雷达散射截面测试技术，借助微波层析成像理论，获取无人机结构区域内的散射特性一维、二维空间分布，为其隐身性能的改善提供科学客观的数据。利用这些技术对某型号无人机隐身性能进行了诊断，从不同角度获得了其隐身特性数据。

摘要： 本发明涉及一种基于微波远场本地光学重构的微波光子关联成像系统，属于光电成像技术领域。微波雷达关联成像中需要精确知道目标区域随机探测辐射场的分布，而此辐射场分布又无法直接实时探测。目前的微波雷达关联成像技术主要根据系统构型及发射信号参数通过推算获得该随机探测辐射场分布，计算量巨大，且因实际系统实现因素的限制，发射机实际发射的信号相对于计算预置波形存在偏差，实际的辐射场分布计算难度较大，不利稳定、准确成像，因此，微波雷达关联成像实际应用中存在较大的挑战。本发明基于本地光学重构实测的随机探测辐射场分布，实现微波雷达关联成像，从根本上避免了上述推算估计偏差问题。

摘要： 本发明公开了一种用于微波热声成像的小型化便携式微波源，包括高压电源模块、储能电容、固态开关模块、磁控管和系统控保电路，高压电源模块V1的正极通过充电电阻R1和充电电感L1分别与储能电容C1的一端和固态开关模块的一端连接，固态开关模块的另一端分别与电阻R2的一端、电容C2的一端、磁控管R4的一端连接。本发明的总体封装后尺寸为350*200*100mm，重量仅为7.5kg，具有小型化便携式的特点，可用于便携式微波热声成像技术领域。本发明通过上位机与微波源之间光纤连接实现微波源控制，操作方便，抗干扰能力强，便于集成。本发明输出脉冲波形好。

摘要： 本发明提供了一种快递邮品微波扫描成像装置及微波图像的违禁品检测方法。包括：机箱，用于设备固定与保护；传送模块，包括电动传送带及其测速计，传送待测物品，并实时测速；扫描模块，包括步进电机驱动的扫描架，进行往复扫描运动；探测模块，包括微波收发前端以及信号处理模块，实时输出探测信号；扫描控制器，协调计算机与其他模块的工作；数据采集器，负责数据中转；成像和显示装置，包括计算机及相应成像与识别软件，自动完成图象重构、违禁品识别与报警。本发明可以实现快递邮品中违禁品的非接触式快速自动检测，降低检测成本、提高安检效率，同时也降低了安检仪器对安检人员的健康危害。

摘要： 本发明公开了一种三维微波腔体内微波场测量成像装置及方法，涉及微波测量技术领域。本发明包括：NV色心量子探针，NV色心量子探针与光纤耦合；三维压电平台用于对待测元件进行三维扫描；三维压电平台上放置有待测微波腔体；磁铁提供静电场，保证微波腔处磁场方向竖直向上并与NV色心方向平行；待测元件，待测元件两端均开设有窗口，NV色心量子探针穿过窗口置于待测元件内部；待测元件与微波源连接。本发明基于{111}方向的量子探针，只需光纤沿竖直方向，在竖直方向上的磁场直接与NV色心平行，省去了磁场调节和NV色心定向的复杂流程；同时竖直方向的磁场沿窗口进入待测元件，避免了元件壁的磁场屏蔽，提升电磁探针分辨率。

摘要： 本发明涉及一种基于微波远场本地光学重构的微波光子关联成像系统，属于光电成像技术领域。微波雷达关联成像中需要精确知道目标区域随机探测辐射场的分布，而此辐射场分布又无法直接实时探测。目前的微波雷达关联成像技术主要根据系统构型及发射信号参数通过推算获得该随机探测辐射场分布，计算量巨大，且因实际系统实现因素的限制，发射机实际发射的信号相对于计算预置波形存在偏差，实际的辐射场分布计算难度较大，不利稳定、准确成像，因此，微波雷达关联成像实际应用中存在较大的挑战。本发明基于本地光学重构实测的随机探测辐射场分布，实现微波雷达关联成像，从根本上避免了上述推算估计偏差问题。

摘要： 本发明涉及用于实时微波断层成像的微波开关矩阵，包括金属外壳、固态微波开关芯片、射频电路板和接地共面波导结构，其中若干个固态微波开关芯片组成了单刀双掷的微波开关模块和单刀N掷的微波开关模块；金属外壳的外部接口包括电源和控制接口、用于连接传感器电极的N个SMA接口、分别连接发射端和接收端的发射端SMA接口和接收端SMA接口；射频电路板的上表面为信号地部分并与金属外壳充分接触。本发明的有益效果是：本发明的基于固态微波开关芯片的微波开关矩阵弥补了传统机械式的微波开关矩阵开关速度低的不足，利用合理的结构设计使得非机械的微波开关矩阵在高速开关切换的同时，也可以达到较低的插入损耗和较高的隔离。

摘要： 本发明公开了一种用于微波热声成像的小型化便携式微波源，包括高压电源模块、储能电容、固态开关模块、磁控管和系统控保电路，高压电源模块V1的正极通过充电电阻R1和充电电感L1分别与储能电容C1的一端和固态开关模块的一端连接，固态开关模块的另一端分别与电阻R2的一端、电容C2的一端、磁控管R4的一端连接。本发明的总体封装后尺寸为350*200*100mm，重量仅为7.5kg，具有小型化便携式的特点，可用于便携式微波热声成像技术领域。本发明通过上位机与微波源之间光纤连接实现微波源控制，操作方便，抗干扰能力强，便于集成。本发明输出脉冲波形好。

摘要： 本实用新型涉及用于实时微波断层成像的微波开关矩阵，包括金属外壳、固态微波开关芯片、射频电路板和接地共面波导结构，其中若干个固态微波开关芯片组成了单刀双掷的微波开关模块和单刀N掷的微波开关模块；金属外壳的外部接口包括电源和控制接口、用于连接传感器电极的N个SMA接口、分别连接发射端和接收端的发射端SMA接口和接收端SMA接口；射频电路板的上表面为信号地部分并与金属外壳充分接触。本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于固态微波开关芯片的微波开关矩阵弥补了传统机械式的微波开关矩阵开关速度低的不足，利用合理的结构设计使得非机械的微波开关矩阵在高速开关切换的同时，也可以达到较低的插入损耗和较高的隔离。

摘要： 本发明公开了一种微波扫描设备及微波成像系统。微波扫描设备包含微波发射单元、微波接收单元以及微波聚焦单元。微波发射单元用以发射无线微波信号至受测物体。微波接收单元与微波发射单元为相对配置，而此微波接收单元用以接收穿透受测物体的无线微波信号。微波聚焦单元配置于微波发射单元与微波接收单元之间，其用以将尚未至受测物体的无线微波信号进行微波聚焦及能量模态转换。微波成像系统包含上述微波扫描设备。本发明可对无线微波信号进行微波聚焦及能量模态转换，以提升穿透受测物体的无线微波信号的强度，且可减少信号反射干扰的产生，进而解决微波成像失真的问题。

摘要： 本实用新型涉及微波成像的技术领域，公开一种用于被动微波成像的分辨率测试设备、微波成像系统。所述用于被动微波成像的分辨率测试设备包括：泡沫盒体、置于所述泡沫盒体的内部的液氮辐射源以及配置于所述泡沫盒体外侧的分辨率测试板卡；其中，所述液氮辐射源的辐射方向朝向所述分辨率测试板卡。该用于被动微波成像的分辨率测试设备、微波成像系统可以更加准确的测试得到系统分辨率。