太赫兹孔径编码成像分辨性能研究
目前军用和民用领域迫切需求能够实现前视、高分辨、高帧频和全天时全天候探测的成像技术。如机载与车载平台的战场侦察与警戒、末制导、近炸引信和反恐安检等应用场景。而传统的合成孔径雷达（SAR）和逆合成孔径雷达（ISAR）成像原理依赖于雷达和目标之间的相对运动，无法满足前视条件下的高分辨成像需求。而超材料等新型电磁调制器件的蓬勃发展使前视场景下的太赫兹孔径编码高分辨成像成为可能。
（b）末制导、近炸引信
（c）反恐安检
图1 太赫兹孔径编码典型应用场景
太赫兹孔径编码的成像原理是通过孔径编码天线改变太赫兹波的空间幅相分布，产生多样性的照射模式从而获取目标散射系数的精确分布。孔径编码成像具有随机调制的波前，在探测区域内所形成的太赫兹信号具有显著的空间起伏特性，理想条件下，可以实现在时间-空间分布上的不相关，形成丰富的照射模式，从而为各个散射点的分辨提供有力的依据。
国防科技大学王宏强研究员团队设计了基于孔径编码天线的太赫兹孔径编码成像系统，研究了太赫兹孔径编码成像的分辨性能。
该工作已发表在《雷达学报》2018年第1期“太赫兹雷达目标特性与探测”专题“太赫兹孔径编码成像分辨性能研究”（陈硕，罗成高，邓彬，秦玉亮，王宏强，庄钊文）。
基于孔径编码天线，本文设计了太赫兹孔径编码成像系统（如图2所示）和准光扫描光路，理论推导了该方法成像质量的主要影响因素，以仿真方式，分析对比了孔径编码成像信号波形、孔径编码天线和不同算法对孔径编码成像分辨性能的影响。
最后还仿真验证了孔径编码成像相对于阵列实孔径成像的优势。三种成像方式的基本参数一致（如表1所示），阵列实孔径成像2方式增加了反射面阵元数量。比较阵列实孔径1成像和孔径编码成像，两种成像方式反射面阵列尺寸和阵元数目完全一致，载频340 GHz，对7m处的手枪目标成像。
表1 成像具体参数
对比成像结果（如图3所示），阵列实孔径1成像结果分辨率明显较低，在加窗处理的情况下，旁瓣影响仍较为严重。阵列实孔径2成像结果较实孔径1成像效果明显改善,，加窗后有一定旁瓣，成像效果略次于孔径编码方式。但阵列实孔径2阵元数量增加到400×400，阵元数量规模庞大，物理实现上有一定难度。而孔径编码在相同尺寸，采用相对较少反射面阵元的条件下，获得了自聚焦效果较好的点目标重构。通过上面的对比分析，可发现孔径编码成像在成本、便携性和成像分辨率上较阵列实孔径成像有明显优势。以上研究为太赫兹孔径编码成像在反恐安检和战场侦查等领域的应用奠定了基础。
了解详细信息请点击下面阅读原文。