CN115712126A - 太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统及方法 - Google Patents

太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统及方法 Download PDF

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CN115712126A CN202310029646.1A CN202310029646A CN115712126A CN 115712126 A CN115712126 A CN 115712126A CN 202310029646 A CN202310029646 A CN 202310029646A CN 115712126 A CN115712126 A CN 115712126A
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Abstract

本公开实施例中提供了一种太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统及方法，系统包括：第一太赫兹辐射源，用于辐射第一太赫兹球面波束；准直透镜，用于将其准直为第一平面波，空馈至准光阵列；第二太赫兹辐射源，用于辐射第二太赫兹球面波束；离轴抛物面镜，用于将其准直为第二平面波；第一反射镜，用于将所述第二平面波反射至分束镜；分束镜，用于将第二平面波反射至被测物体；其中，被测物体反射生成的回波信号空馈至所述准光阵列；成像设备，用于采集在所述准光阵列处的每个阵列单元的本振信号以及回波信号，并进行实时三维成像。本发明大大提升了成像速率，并且准光馈电的方式更适用于大规模的太赫兹阵列集成，无需复杂的功分馈电网络。

Description

太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统及方法
技术领域
本发明涉及太赫兹成像技术领域，具体涉及太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统及方法。
背景技术
太赫兹波由于其独特的穿透性，安全性，高分辨率等特性，在无损检测、安检、医疗、通信等领域得到广泛应用。在太赫兹成像领域，太赫兹时域光谱成像技术由于其宽光谱、高分辨率等优点而备受研究者关注。
现有的太赫兹调频连续波成像技术多为单发单收成像体制，这种方式由于其成像速率慢，穿透深度有限，限制了其应用。为了提高成像速率，目前针对太赫兹阵列成像技术已有相关研究，较为成熟的有热释电面阵式探测器和半导体非线性阵列探测器，前者通过探测材料将太赫兹波信号转换为可读取的电压信号，其电压信号与太赫兹波功率成正比。后者主要利用接触材料的非线性完成频率变换功能，进而实现对太赫兹波的接收和探测，但这两种方式仅适用于二维成像体制。
针对外差式太赫兹三维阵列成像，典型的如美国喷气推进实验室已进行相关研究，研制了多发多收（MIMO）太赫兹成像系统，但该系统需要复杂的功分馈电网络，大大增加了系统的复杂度和成本。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供一种太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统及方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。
第一方面，本公开实施例提供了一种太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，其包括：
第一太赫兹辐射源，用于辐射线极化的第一太赫兹球面波束；
准直透镜，用于接收第一太赫兹球面波束，并将其准直为第一平面波，作为本振信号空馈至准光阵列；
第二太赫兹辐射源，用于辐射线极化的第二太赫兹球面波束；
离轴抛物面镜，用于接收第二太赫兹球面波束，并将其准直为第二平面波；
第一反射镜，用于将所述第二平面波反射至分束镜；
分束镜，用于将所述第二平面波反射至被测物体；其中，被反射的第二平面波经被测物体反射生成的回波信号透射所述分束镜后空馈至所述准光阵列；以及
成像设备，用于采集在所述准光阵列的每个阵列单元的本振信号以及回波信号，并根据每个阵列单元的本振信号以及回波信号进行实时三维成像。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，还包括吸波材料；
所述吸波材料，用于吸收透射所述分束镜的第二平面波。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，还包括第二反射镜；
所述第二反射镜设置在所述分束镜与所述准光阵列之间，用于将所述回波信号从所述分束镜反射至所述准光阵列。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述第一反射镜以及第二反射镜为镀金反射镜。
第二方面，本公开实施例提供了一种太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法，其包括：
通过多通道数据采集卡采集准光阵列的每个阵列单元的本振信号
Figure DEST_PATH_IMAGE001
以及回波 信号
Figure 288586DEST_PATH_IMAGE002
；
根据本振信号
Figure DEST_PATH_IMAGE003
和回波信号
Figure 2464DEST_PATH_IMAGE004
，经去调频处理后，得到每个阵列单元的中 频信号
Figure 516622DEST_PATH_IMAGE005
；
借助于强反射目标，对每一中频信号
Figure 708569DEST_PATH_IMAGE006
进行幅值一致性校准，得到校准后的 中频信号
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
计算校准后的中频信号
Figure 257362DEST_PATH_IMAGE008
的协方差矩阵
Figure 627294DEST_PATH_IMAGE009
；
对协方差矩阵
Figure 894328DEST_PATH_IMAGE009
进行特征值分解；
根据分解得到的特征值构造频率成分的搜索函数，输出高分辨率距离向分布
Figure 827649DEST_PATH_IMAGE010
； 以及
将所述距离向分布
Figure 293265DEST_PATH_IMAGE011
按照阵列单元排序依次进行拼接，获得所述被测物体的高 分辨率三维成像结果。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，发射信号
Figure 286629DEST_PATH_IMAGE012
、回波信号
Figure DEST_PATH_IMAGE013
以及每 个阵列单元的中频信号
Figure 572117DEST_PATH_IMAGE006
的表达式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
Figure 43549DEST_PATH_IMAGE017
Figure 566935DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 793517DEST_PATH_IMAGE020
为扫频的起始频率，
Figure 769563DEST_PATH_IMAGE021
为由被测物体引起的回波时延，
Figure 44686DEST_PATH_IMAGE022
为被测 物体距离雷达的距离，
Figure 244416DEST_PATH_IMAGE023
为光速；
Figure 314004DEST_PATH_IMAGE024
为调频斜率，
Figure 42925DEST_PATH_IMAGE025
为信号带宽，
Figure 918477DEST_PATH_IMAGE026
为信号调频周 期；
Figure 150876DEST_PATH_IMAGE027
为阵列单元的序号。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，借助于强反射目标，对每一中频信号
Figure 922522DEST_PATH_IMAGE028
进行幅值一致性校准，得到校准后的中频信号
Figure 669899DEST_PATH_IMAGE029
，具体为：
借助于强反射体，对每个阵列单元的中频信号
Figure 552404DEST_PATH_IMAGE028
的幅值进行调节以使每个阵 列单元的的中频信号
Figure 639309DEST_PATH_IMAGE030
的幅值大致相等，使得
Figure 378595DEST_PATH_IMAGE031
,得到校准后的阵列中频信 号
Figure 816529DEST_PATH_IMAGE032
。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，协方差矩阵
Figure 971567DEST_PATH_IMAGE033
的表达式为：
Figure 991607DEST_PATH_IMAGE034
其中
Figure 105056DEST_PATH_IMAGE035
表示协方差求解。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，对协方差矩阵
Figure 764708DEST_PATH_IMAGE036
进行特征值分解，具体 为：
对协方差矩阵
Figure 785753DEST_PATH_IMAGE037
进行特征值分解，按照特征值由大到小对其相应的特征向量进 行重新排序；
Figure 847250DEST_PATH_IMAGE038
其中
Figure 866022DEST_PATH_IMAGE039
为矩阵
Figure 75286DEST_PATH_IMAGE037
的大小，
Figure 837706DEST_PATH_IMAGE040
为其由大到小排列的特征值，满足
Figure 19288DEST_PATH_IMAGE041
，
Figure 5699DEST_PATH_IMAGE042
为
Figure 905522DEST_PATH_IMAGE043
对应的归一化的特征向量。
根据本公开实施例的一种具体实现方式，高分辨率距离向分布
Figure 206053DEST_PATH_IMAGE010
的表达式为：
Figure 55192DEST_PATH_IMAGE044
其中
Figure 415766DEST_PATH_IMAGE045
为信号的频率向量，
Figure 537306DEST_PATH_IMAGE046
为归一 化频率分量，
Figure 703845DEST_PATH_IMAGE047
，
Figure 594440DEST_PATH_IMAGE048
为共轭转置操作。
综上所述，本发明实施例的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，基于球面波准光设计和准光阵列的探测可对被测物体进行实时扫描成像，而无需机械移动扫描被测物体，大大提高了扫描和成像的效率。
与现有的太赫兹调频连续波成像技术相比，本实施例不仅提升了成像速率，并且准光馈电的方式更适用于大规模的太赫兹阵列集成，无需复杂的功分馈电网络，可用于实时的太赫兹无损检测及安检等三维成像领域。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明第一实施例的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统的示意图；
图2为准光阵列的示意图；
图3为本发明第二实施例的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，其包括：
第一太赫兹辐射源1，用于辐射线极化的第一太赫兹球面波束。
在本实施中，太赫兹(THz)波是指频率在0.1~10 THz(波长为3000～30μm)范围内的电磁波，在长波段与毫米波相重合，在短波段与红外光相重合，是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区。
在本实施中，球面波是指波前或波面为球面的波场。在传播过程中，球面波的波形保持不变，波幅与到球心的距离成反比而衰减。
准直透镜2，用于接收第一太赫兹球面波束，并将其准直为第一平面波，作为本振信号空馈至准光阵列3。
在本实施例中，所述准直透镜2为基于太赫兹的准直透镜，其可以将第一太赫兹球面波束准直为第一平面波，所述第一平面波被空馈至准光阵列3，作为后续三维成像时的本振信号。
第二太赫兹辐射源4，用于辐射线极化的第二太赫兹球面波束。
离轴抛物面镜5，用于接收第二太赫兹球面波束，并将其准直为第二平面波。
在本实施例中，离轴抛物面镜5是搭建太赫兹光路的常用元件之一，其基于几何学抛物面的原理，可以把平行入射的准直光束/准直THz波聚焦到焦点上，也能够把点光源发出的太赫兹球面波转换为平行传输的光束。离轴抛物面5的基底材料一般为金属铝，采用精密金属刀具进行表面加工，因此离轴抛物面都是利用反射的原理工作，可以消除透射光学元件的位相延迟和吸收损耗。
第一反射镜6，用于将所述第二平面波反射至分束镜7。
分束镜7，用于将所述第二平面波反射至被测物体8；其中，被反射的第二平面波经被测物体8反射生成的回波信号透射所述分束镜7后空馈至所述准光阵列3。
在本实施例中，分束镜7主要用于将第二平面波分成具有一定光强比的透射与反射两束光。分束镜7通常是倾斜放置的，它能把第二平面波分离成反射光和透射光两部分。其中，被反射的第二平面波部分将被引导至被测物体8，经被测物体8反射生成的回波信号再次来到分束镜7，并透射所述分束镜7后空馈至所述准光阵列3。
其中，特别的，在一个优选的实施例中，还包括第二反射镜9；
所述第二反射镜9设置在所述分束镜7与所述准光阵列3之间，用于将所述回波信号从所述分束镜7反射至所述准光阵列3。
其中，特别的第一反射镜6和第二反射镜9为镀金反射镜。
其中，特别的，在一个优选的实施例中，为了避免透射的第二平面波对整个系统的干扰，可在透射光的光路上设置吸波材料10来吸收透射分束镜7的第二平面波部分。
成像设备，用于采集在所述准光阵列3处的本振信号以及回波信号，并根据所述本振信号以及回波信号进行实时三维成像。
如图2所示，在本实施例中，所述准光阵列3为微透镜阵列，其是由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的阵列。微透镜阵列由一系列阵列单元按照预定的顺序排列而成，每个阵列单元可以是球面镜、非球面镜、柱镜、棱镜等，用于在微光学角度实现聚焦、成像，光束变换等功能。
其中，在本实施例中，所述准光阵列3中的每个阵列单元能够接收本振信号
Figure 125916DEST_PATH_IMAGE049
以及回波信号
Figure 531489DEST_PATH_IMAGE050
，并实现对光束的准直作用。
在本实施例中，所述成像设备包括多通道数据采集卡11以及上位机12；其中：
所述多通道数据采集卡11，用于采集在所述准光阵列处的本振信号
Figure 704982DEST_PATH_IMAGE012
以及回 波信号
Figure 450084DEST_PATH_IMAGE051
。
在本实施例中，所述多通道数据采集卡具有多个采集通道，以通过多个采集通道 分别采集所述准光阵列3中的每个阵列单元的本振信号
Figure 214778DEST_PATH_IMAGE012
以及回波信号
Figure 310910DEST_PATH_IMAGE052
，然后将 所述本振信号
Figure 756934DEST_PATH_IMAGE049
以及回波信号
Figure 169592DEST_PATH_IMAGE053
传输给所述上位机12，上位机12能够根据所述本 振信号
Figure 308450DEST_PATH_IMAGE049
以及回波信号
Figure 626298DEST_PATH_IMAGE053
对所述被测物体8进行实时三维的成像。
综上所述，本发明实施例的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，基于球面波准光设计和准光阵列的探测可对被测物体进行实时扫描成像，而无需机械移动扫描被测物体，大大提高了扫描和成像的效率。
与现有的太赫兹调频连续波成像技术相比，本实施例不仅提升了成像速率，并且准光馈电的方式更适用于大规模的太赫兹阵列集成，无需复杂的功分馈电网络，可用于实时的太赫兹无损检测及安检等三维成像领域。
请参阅图3，本发明第二实施例提供了一种太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法，其基于上述任一实施例的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，该成像方法可由太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统中的上位机来实现，并包括如下步骤：
S101，通过多通道数据采集卡采集准光阵列的每个阵列单元的本振信号
Figure 672752DEST_PATH_IMAGE012
以 及回波信号。
S102，根据本振信号
Figure 658025DEST_PATH_IMAGE003
和回波信号
Figure 702205DEST_PATH_IMAGE004
，经去调频处理后，得到每个阵列单 元的中频信号
Figure 569667DEST_PATH_IMAGE005
。
在本实施例中，去调频处理主要用于混频滤波去噪。
在本实施例中，发射信号
Figure 623073DEST_PATH_IMAGE003
、回波信号
Figure 197274DEST_PATH_IMAGE004
以及每个阵列单元的中频信号
Figure 677934DEST_PATH_IMAGE005
的表达式为：
Figure 767113DEST_PATH_IMAGE054
Figure 358631DEST_PATH_IMAGE055
Figure 52918DEST_PATH_IMAGE056
其中，
Figure 249019DEST_PATH_IMAGE020
为扫频的起始频率，
Figure 28756DEST_PATH_IMAGE057
为由被测物体引起的回波时延，
Figure 423966DEST_PATH_IMAGE022
为被测 物体距离雷达的距离，
Figure 769496DEST_PATH_IMAGE058
为光速；
Figure 591959DEST_PATH_IMAGE059
为调频斜率，
Figure 858992DEST_PATH_IMAGE025
为信号带宽，
Figure 854630DEST_PATH_IMAGE026
为信号调频周 期；
Figure 257930DEST_PATH_IMAGE060
为阵列单元的序号。
S103，借助于强反射目标，对每一中频信号
Figure 251293DEST_PATH_IMAGE028
进行幅值一致性校准，得到校准 后的中频信号
Figure 802360DEST_PATH_IMAGE061
。
具体地，借助于强反射体（如金属板），可对每个阵列单元的中频信号
Figure 539372DEST_PATH_IMAGE028
的幅 值进行调节以使每个阵列单元的的中频信号
Figure 797178DEST_PATH_IMAGE028
的幅值大致相等，使得
Figure 774493DEST_PATH_IMAGE062
,得 到校准后的阵列中频信号
Figure 750539DEST_PATH_IMAGE063
。
S104，计算校准后的中频信号
Figure 25662DEST_PATH_IMAGE029
的协方差矩阵
Figure DEST_PATH_IMAGE064
。
其中，协方差矩阵
Figure 465871DEST_PATH_IMAGE065
的表达式为：
Figure 535458DEST_PATH_IMAGE066
Figure 61117DEST_PATH_IMAGE067
表示协方差求解。
S105，对协方差矩阵
Figure 139932DEST_PATH_IMAGE037
进行特征值分解。
其中，具体地，对协方差矩阵
Figure 372330DEST_PATH_IMAGE033
进行特征值分解，按照特征值由大到小对其相应 的特征向量进行重新排序；
Figure 675135DEST_PATH_IMAGE038
这里，
Figure 891353DEST_PATH_IMAGE039
为矩阵
Figure 508279DEST_PATH_IMAGE037
的大小，
Figure 860763DEST_PATH_IMAGE040
为其由大到小排列的特征值，满足
Figure 350782DEST_PATH_IMAGE041
，
Figure 523137DEST_PATH_IMAGE042
为
Figure 943754DEST_PATH_IMAGE043
对应的归一化的特征向量。
S106，根据分解得到的特征值构造频率成分的搜索函数，输出高分辨率距离向分 布
Figure 213061DEST_PATH_IMAGE068
。
其中，高分辨率距离向分布
Figure 795352DEST_PATH_IMAGE069
的表达式为：
Figure 720583DEST_PATH_IMAGE044
Figure 741629DEST_PATH_IMAGE045
为信号的频率向量，
Figure 803126DEST_PATH_IMAGE046
为归一化频 率分量，
Figure 87476DEST_PATH_IMAGE047
，
Figure 296741DEST_PATH_IMAGE048
为共轭转置操作。
S107，将所述距离向分布
Figure 793581DEST_PATH_IMAGE011
按照阵列单元排序依次进行拼接，获得所述被测物体 的高分辨率三维成像结果。
在本实施例中，在得到每个阵列单元的距离向分布
Figure 975164DEST_PATH_IMAGE010
后，将所述距离向分布
Figure 977886DEST_PATH_IMAGE070
按照阵列单元排序（如图2所示）依次进行拼接，即可获得所述被测物体8的高分辨率三维成 像结果。
基于本实施例的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法，通过构造频率成分的 搜索函数来获取高分辨率的距离向分布
Figure 612130DEST_PATH_IMAGE011
，能够得到高分辨率的三维成像结果，从而提高 了成像的清晰度。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，其特征在于，包括：
第一太赫兹辐射源，用于辐射线极化的第一太赫兹球面波束；
准直透镜，用于接收第一太赫兹球面波束，并将其准直为第一平面波，作为本振信号空馈至准光阵列；
第二太赫兹辐射源，用于辐射线极化的第二太赫兹球面波束；
离轴抛物面镜，用于接收第二太赫兹球面波束，并将其准直为第二平面波；
第一反射镜，用于将所述第二平面波反射至分束镜；
分束镜，用于将所述第二平面波反射至被测物体；其中，被反射的第二平面波经被测物体反射生成的回波信号透射所述分束镜后空馈至所述准光阵列；以及
成像设备，用于采集在所述准光阵列处的每个阵列单元的本振信号以及回波信号，并根据每个阵列单元的本振信号以及回波信号对被测物体进行实时三维成像。
2.根据权利要求1所述的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，其特征在于，还包括吸波材料；
所述吸波材料，用于吸收透射所述分束镜的第二平面波。
3.根据权利要求1所述的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，其特征在于，还包括第二反射镜；
所述第二反射镜设置在所述分束镜与所述准光阵列之间，用于将所述回波信号从所述分束镜反射至所述准光阵列。
4.根据权利要求3所述的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，其特征在于，所述第一反射镜以及第二反射镜为镀金反射镜。
5.一种太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法，基于如权利要求1至4任意一项所述的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像系统，其特征在于，包括：
通过多通道数据采集卡采集在准光阵列的每个阵列单元的本振信号
Figure 378DEST_PATH_IMAGE001
以及回波信 号
Figure 714256DEST_PATH_IMAGE002
；
根据本振信号
Figure 228414DEST_PATH_IMAGE003
和回波信号
Figure 623623DEST_PATH_IMAGE004
，经去调频处理后，得到每个阵列单元的中频信 号
Figure 234733DEST_PATH_IMAGE005
；
借助于强反射目标，对每一中频信号
Figure 791616DEST_PATH_IMAGE005
进行幅值一致性校准，得到校准后的中频信 号
Figure 58650DEST_PATH_IMAGE006
；
计算校准后的中频信号
Figure 802090DEST_PATH_IMAGE007
的协方差矩阵
Figure 205390DEST_PATH_IMAGE008
；
对协方差矩阵
Figure 198753DEST_PATH_IMAGE009
进行特征值分解；
根据分解得到的特征值构造频率成分的搜索函数，输出高分辨率距离向分布
Figure 749821DEST_PATH_IMAGE010
；以及
将所述距离向分布
Figure 221253DEST_PATH_IMAGE011
按照阵列单元排序依次进行拼接，获得所述被测物体的高分辨 率三维成像结果。
6.根据权利要求5所述的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法，其特征在于，发射 信号
Figure 744638DEST_PATH_IMAGE001
、回波信号
Figure 971220DEST_PATH_IMAGE012
以及每个阵列单元的中频信号
Figure 947267DEST_PATH_IMAGE013
的表达式为：
Figure 19128DEST_PATH_IMAGE015
Figure 662599DEST_PATH_IMAGE017
Figure 732186DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 8578DEST_PATH_IMAGE020
为扫频的起始频率，
Figure 87392DEST_PATH_IMAGE021
为由被测物体引起的回波时延，
Figure 319790DEST_PATH_IMAGE022
为被测物体 距离雷达的距离，
Figure 888175DEST_PATH_IMAGE023
为光速；
Figure 838813DEST_PATH_IMAGE024
为调频斜率，
Figure 455739DEST_PATH_IMAGE025
为信号带宽，
Figure 604961DEST_PATH_IMAGE026
为信号调频周期；
Figure 547509DEST_PATH_IMAGE027
为阵列单元的序号。
7.根据权利要求6所述的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法，其特征在于，借助 于强反射目标，对每一中频信号
Figure 719865DEST_PATH_IMAGE028
进行幅值一致性校准，得到校准后的中频信号
Figure 937219DEST_PATH_IMAGE029
，具体为：
借助于强反射体，对每个阵列单元的中频信号
Figure 409789DEST_PATH_IMAGE030
的幅值进行调节以使每个阵列单 元的中频信号
Figure 257659DEST_PATH_IMAGE030
的幅值大致相等，使得
Figure 730360DEST_PATH_IMAGE031
,得到校准后的阵列中频信号
Figure 954668DEST_PATH_IMAGE032
。
8.根据权利要求7所述的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法，其特征在于，协方 差矩阵
Figure 750586DEST_PATH_IMAGE033
的表达式为
Figure 831674DEST_PATH_IMAGE034
其中
Figure 244201DEST_PATH_IMAGE035
表示协方差求解。
9.根据权利要求8所述的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法，其特征在于，
对协方差矩阵
Figure 6621DEST_PATH_IMAGE036
进行特征值分解，具体为：
对协方差矩阵
Figure 984941DEST_PATH_IMAGE036
进行特征值分解，按照特征值由大到小对其相应的特征向量进行重 新排序；
Figure 174614DEST_PATH_IMAGE037
其中
Figure 808858DEST_PATH_IMAGE038
为矩阵
Figure 171706DEST_PATH_IMAGE009
的大小，
Figure 473374DEST_PATH_IMAGE039
为其由大到小排列的特征值，满足
Figure 568369DEST_PATH_IMAGE040
，
Figure 502958DEST_PATH_IMAGE041
为
Figure 872760DEST_PATH_IMAGE042
对应的归一化的特征向量。
10.根据权利要求9所述的太赫兹调频连续波准光阵列三维成像方法，其特征在于，高 分辨率距离向分布
Figure 497776DEST_PATH_IMAGE011
的表达式为：
Figure 294831DEST_PATH_IMAGE043
其中
Figure 700404DEST_PATH_IMAGE044
为信号的频率向量，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为归一化频 率分量，
Figure 405055DEST_PATH_IMAGE046
，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
为共轭转置操作。
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