[发明专利]一种单通道毫米波编码成像装置

摘要

本发明提供一种单通道毫米波编码成像装置，包括前置聚光镜汇聚目标场景的辐射毫米波；测量挡板为带编码模板，对前置聚光镜汇聚的毫米波进行编码调制；出射狭缝确保每一次测量只有一个编码模板的信号透过；后级聚光镜将出射狭缝射出的编码信号汇聚；辐射计天线接收后级聚光镜发出的信号；毫米波辐射计将辐射计天线接收的信号转化为电信号并传输至图像采集、重构与控制板模块；图像采集、重构与控制板模块对电信号进行解码成像、差值处理重构目标场景图像；模板运动机构用于移动测量挡板。本发明利用编码测量的高选择性、高信噪比的优点来实现目标场景的重构，实现了在不增加通道数量、不提高系统成本的前提下，毫米波成像的性能优化。

主权项

一种单通道毫米波编码成像装置，包括前置聚光镜(1)、测量挡板(2)、出射狭缝模板(3)、后级聚光镜(4)、辐射计天线(5)、毫米波辐射计(6)、模板运动机构(7)、图像采集、重构与控制板模块(8)，其特征在于，模板运动机构(7)提供动力于测量挡板(2)；前置聚光镜(1)汇聚目标场景的辐射毫米波；测量挡板(2)为编码模板，在模板运动机构(7)的控制下运动，并对前置聚光镜(1)汇聚的毫米波进行编码调制；出射狭缝模板(3)设有出射狭缝(3‑1)，经测量编码后的毫米波通过出射狭缝(3‑1)射出；后级聚光镜(4)将出射狭缝射出的编码信号汇聚；辐射计天线(5)接收后级聚光镜(4)发出的信号；毫米波辐射计(6)将辐射计天线(5)接收的信号转化为电信号并传输至图像采集、重构与控制板模块(8)；图像采集、重构与控制板模块(8)对电信号进行解码成像、差值处理重构目标场景图像；测量挡板(2)为圆形编码模板，由循环S矩阵设计产生，产生方法如下：构造一个22n‑1阶循环S矩阵A，n为正整数，折叠码矩阵大小为(2n‑1)×(2n+1)，循环S矩阵为0，1矩阵，将循环S矩阵A的第一行折叠为(2n‑1)×(2n+1)的矩阵B，将2n个B矩阵依次横向排列，从第二个B矩阵开始变化，变化规则为：后一个矩阵是前一个矩阵将第1行移至最后1行，第2行分别向上移动1行得到的，对变换后的2n个矩阵，取第1～(2n‑1)行，第1～2n(2n+1)‑1列，得到一个(2n‑1)×[2n(2n+1)‑1]矩阵C，根据矩阵C制作码板，且矩阵C中的0对应码板上毫米波不透过部分，1对应码板上毫米波透过部分，在直线形码板最后添加一列定位码元构成(2n‑1)行、2n(2n+1)列的形状，将添加了定位码元的直线形码板首尾相接得到圆形的测量挡板(2)；出射狭缝模板(3)的出射狭缝(3‑1)为扇形，该扇形是以出射狭缝模板(3)圆心为起点沿径向辐射至其边缘，出射狭缝(3‑1)尺寸满足每次测量仅有2n+1列码元编码过的毫米波从出射狭缝(3‑1)中射出。