【最新成果】扫描MIMO阵列近场三维成像技术

合成孔径雷达（SAR）三维成像是一项军民两用的极具价值的重要技术，是雷达成像发展的重要趋势。基于阵列的主动式近场毫米波成像系统能获得目标高分辨率高动态范围的三维图像，是SAR三维成像技术在民用领域中的一种重要应用形式。毫米波还具有适当的穿透性与无电离辐射等优点，这使得该成像技术在安全检查、隐匿危险品探测、无损检测等领域具有重要价值。

基于阵列的主动式近场毫米波成像又常被称为主动式近场毫米波全息成像，该技术提出于上世纪70年代，经过几十年的发展，该领域在成像体制和算法方面均取得了长足的进步。当前的典型成像体制包括“单发单收（SISO)-扫描”、“2D-多发多收(MIMO）”、“MIMO-扫描”等。“MIMO-扫描”体制是该领域一种独特的成像方式，相比于SISO阵列，MIMO阵列具有成像质量好、阵元利用率高、对天线间隔要求宽松以及成本低等特点。国防科技大学黎湘教授团队针对相关成像技术开展了系统深度的研究。

该工作已发表在《雷达学报》2018年第6期“SAR三维成像技术”专题“扫描MIMO阵列近场三维成像技术”（高敬坤，邓彬，秦玉亮，王宏强，黎湘）。

该文分别从信号模型、成像算法、实验系统和成像结果等方面介绍了“MIMO-平面扫”和“MIMO-柱面扫”两种成像体制，所得结果充分展现了该成像技术在许多场景中的巨大应用潜力。

(a) “MIMO-平面扫”

(b) “MIMO-柱面扫”

图1 扫描MIMO阵列成像模型

文章首先分别建立了“MIMO-平面扫”和“MIMO-柱面扫”成像模型（图1），然后分别推导了对应的快速成像算法，最后搭建了实验系统并进行了成像实验（图2、图3）。得到了多种不同目标的毫米级分辨率的维成像结果，验证了本成像体制的优势和所提成像方法的有效性。相信随着技术的进步，相关成像技术将加快走向实际应用。

图2 “MIMO-平面扫”实验场景及成像结果

图3 “MIMO-柱面扫”实验场景及成像结果

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