基于頻率選擇表面的毫米波壓縮感知成像技術(shù)研究.pdf

1、壓縮感知理論是一個(gè)介于數(shù)學(xué)與信息處理領(lǐng)域間的熱門研究前沿，它能夠在遠(yuǎn)小于奈奎斯特采樣率的情況下實(shí)現(xiàn)信號采集，并能從少量的非相關(guān)測量值中高效率重構(gòu)出原始信號，使其在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)重構(gòu)、圖像處理、雷達(dá)成像等方面的應(yīng)用越來越廣泛。測量矩陣是壓縮感知理論步入實(shí)踐的關(guān)鍵，它對少量測量值的獲取和原始信號的準(zhǔn)確重構(gòu)起著舉足輕重的作用，但因其硬件實(shí)現(xiàn)的高成本和復(fù)雜度，嚴(yán)重制約了壓縮感知的推廣應(yīng)用。毫米波具有良好的穿透性能和較強(qiáng)的抗干擾能力，使得毫

2、米波成像技術(shù)在安檢、探測、反恐等領(lǐng)域擁有無可比擬的優(yōu)勢。因此，利用壓縮感知理論的采樣特點(diǎn)，研究出一種易于硬件實(shí)現(xiàn)、復(fù)雜度和成本較低、重構(gòu)效率較高的毫米波成像體制具有及其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在充分研究壓縮感知理論和毫米波成像技術(shù)的基礎(chǔ)上，圍繞構(gòu)建毫米波壓縮感知成像體制，在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了深入探討：
　　1、研究了具有帶通/帶阻特性的頻率選擇表面理論，并基于PIN二極管開關(guān)，設(shè)計(jì)出可調(diào)環(huán)路型FSS結(jié)構(gòu)單元，研究了偏置電路

3、對FSS結(jié)構(gòu)的影響。仿真結(jié)果表明，在頻率為37.5GHz的毫米波輻射下，利用PIN二極管控制這種FSS結(jié)構(gòu)單元的開/關(guān)狀態(tài)，其對應(yīng)呈現(xiàn)出帶通/帶阻特性，實(shí)現(xiàn)單元處毫米波傳輸特性的控制。
　　2、針對測量矩陣在毫米波壓縮感知成像體制中的關(guān)鍵作用，仿真設(shè)計(jì)出可隨機(jī)控制的10×10FSS掩膜板結(jié)構(gòu)，并將這種隨機(jī)掩膜板放置于毫米波天線上，則可通過這種口徑的掩模板獲取多次不相關(guān)測量，構(gòu)造出有效測量矩陣。本文通過軟件仿真對不同結(jié)構(gòu)的口徑進(jìn)行了