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为了应对日益增长的恐怖主义威胁,许多国家都加强了机场和车站等公共场所的安检措施,其中毫米波全息成像技术作为一种新兴安检手段正逐渐被应用。而且随着毫米波技术的发展,特别是毫米波器件成本的下降和性能的提升,进一步推动了毫米波成像系统的商业化进程。本文的主要工作正是围绕着毫米波全息成像系统的收发前端关键技术而展开。
本文首先结合国内外用于隐匿物品检测的毫米波成像技术进展情况,阐述了论文的研究背景和研究毫米波全息成像系统的收发前端关键技术的重要性及前沿性。详细介绍了全息成像技术的基本原理,从空间波数域的角度分析了窄带和宽带全息成像的图像重建方法。根据设计指标要求,提出了一种可用于毫米波全息成像的收发前端方案。该方案采用收发分置的超外差结构,并选择一维收发天线配合机械扫描的采样方式,具有成像速快和成本低的优点。在详实分析了收发支路、多路毫米波开关和阵元天线等关键电路的基础上,采用混合集成电路(HMIC)和单片集成电路(MMIC)实现了整个收发前端的集成。在室内进行了金属目标成像实验,对收发前端的距离和方位分辨能力进行初步研究,从而证明方案的可行性和有效性。最后,针对全息成像系统的IQ信号误差、频率非线性和通道不均衡等问题,研究了相应的校正方法。