近场MIMO阵列成像

　　第1章毫米波成像原理
　　1.1引言
　　1.2麦克斯韦方程组
　　1.3波动方程
　　1.4逆散射问题
　　1.5成像的基本概念与方法
　　1.6MIMO阵列成像
　　1.7本章小结
　　参考文献
　　第2章直线MIMO-SAR成像
　　2.1引言
　　2.2MIMO成像原理
　　2.3直线MIMO-SAR波数域成像算法
　　2.4MIMO阵列频谱混叠分析
　　2.4.1基于离散时间傅里叶变换的频谱混叠分析
　　2.4.2MIMO直线阵列的频谱混叠示例
　　2.5关键性能参数分析
　　2.5.1采样准则分析
　　2.5.2分辨率分析
　　2.6数值仿真实验
　　第3章弧线MIMO-SAR成像
　　3.1引言
　　3.2弧线MIMO-SAR波数域成像算法.
　　3．3关键性能参数分析
　　3.3.l  采样准则分析
　　3.3.2  分辨率分析
　　3.3.3  解卷积分析
　　3.4数值仿真实验.
　　3.5实测数据实验.
　　3.6本章小结.
　　参考文献
　　第4章折线MIMO-SAR成像
　　4. 1引言
　　4.2  折线MIMO-SAR时频域混合成像技术
　　4.2.1 折线MIMO -SAR时频域混合成像算法
　　4.2.2关键性能参数分析
　　4.2.3数值仿真实验
　　4.2.4实测数据实验
　　4.3   折线MIMO-SAR等效波数域成像技术
　　4.3.1折线MIMO-SAR等效波数域成像算法
　　4.3.2折线－弧线变换误差分析
　　4.3.3数值仿真实验
　　4.3.4实测数据实验
　　4.4本章小结
　　参考文献
　　第5章平面MIMO阵列成像
　　5.1引言
　　5.2平面MIMO阵列成像技术
　　5.2.1平面MIMO阵列距离徙动算法
　　5.2.2关键性能参数分析
　　5.3平面MIMO阵列快速成像技术
　　5.3.1  高效率平面MIMO阵列快速成像算法
　　5.3.2  关键性能参数分析
　　5.3.3  数值仿真实验
　　5.3.4  实测数据实验
　　5.4 本章小结
　　参考文献
　　第6章柱面MIMO阵列成像
　　6.1引言
　　6. 2 柱面MIMO阵列波数域成像技术
　　6.2. 1 柱面MIMO波数域成像算法
　　6.2.2 关键性能参数分析
　　6.2.3 数值仿真实验
　　6. 3柱面多子阵MIMO快速成像技术
　　6.3.1柱面多子阵MIMO-SISO变换
　　6.3.2基于参考点的相位补偿方法误差分析
　　6.3.3基于子阵中心的多参考点相位补偿及成像算法
　　6.3.4约束条件分析
　　6.3.5数值仿真实验．
　　6.4本章小结
　　参考文献
　　第7章稀疏MIMO阵列设计
　　7.1引言．
　　7.2稀疏MIMO阵列综合模型构造
　　7.3稀疏MIMO阵列参考成像模式设置
　　7.4最小阵元间距约束
　　7.5实验验证
　　7.5.1数值仿真实验
　　7.5.2实劂数据实验
　　7.6本章小结．
　　附录 引理l的证明
　　参考文献

　　李世勇，北京理工大学集成电路与电子学院副教授，博士生导师。于2002年获得山东大学电子信息科学与技术专业工学学士学位，2008年获得北京理工大学电磁场与微波技术专业工学博士学位。2008至2009年在北京经纬恒润科技有限公司工作，2009至2010年在北京大学做博士后研究。2010年底至今，在北京理工大学工作。2017至2018年在美国Villanova大学做访问学者。目前担任毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室副主任、IEEE高级会员。主要从事毫米波与太赫兹成像技术、目标特性测试技术、及雷达感知技术等研究。主持国家自然科学基金项目2项，主持及参与其他科研项目10余项；获得授权国家发明专利10余项；以第一/通信作者发表SCI论文30余篇。 

　　毫未波成像包括主动与被动两种方式，本书主要讨论前者。主动式毫米波成像通过发射宽带电磁波及利用大阵列孔径来获取目标散射系数的三维高分辨空间分布，巳被广泛应用于遥感遥测、目标特性测试、无损检测、自动驾驶及
　　生物医学检测等领域。由于毫米波成像具有高分辨率及非电离特性，并且具有一定穿透性，因此，在人员安全检查方面也具有广阔的应用前景。
　　综合考虑成本与时间因素，毫米波成像所需的天线孔径通常由一维天线阵列结合机械扫描形成。天线阵列可以设计为单站形式或MIMO (Multiple - Input Multiple - Output)形式。MIMO天线阵列由于利用了发射与接收之间的任意组合数据，从而形成多于实际天线单元的等效相位中心。相比单站形式，MIMO进一步减少了系统成本，因而促进了全电扫描成像系统的开发与应用。此外，MIMO阵列成像还可以减少图像中的鬼影现象，近年来获得了广泛关压与研究。
　　本书主要讨论了基于MIMO阵列的毫米波近场成像技木。“近场”在本书中指如下情形：目标位于天线单元的远区，但二者之间的距离小于2D2／入，其中，D为目标的最大横向尺寸，入为电磁波波长。第1章介绍了毫米波成像原理，从麦克斯韦方程组出发，得出了散射场与目标散射系数之间的常用函数关系。第2章介绍了直线MIMO-SAR成像技木，并分析了对阵列欠采样数据的处理技木。针对直线MIMO观测角度受限的问题，第3章研究了弧线MIMO-SAR成像技木，并给出了相应的波数域成像算法。然而，与直线阵列相比，弧线MIMO-SAR的加工难度更大，因此，第4章研究了折线MIMO-SAR成像技木。折线MIMO-SAR结合了直线与弧线阵列的优势，在保证为被检人员提供大角度观测的同时，其加工难度与直线阵列保持相同。在上述关于MIMO-SAR体制成像研究的基础上，第5、6章讨论了全电扫描MIMO成像技术。其中，第5章分析了平面MIMO阵列成像技木，并探讨了一种改进的距离徙动成像算法，消除了经典算法中的高维运算。第6章研究了具有柱面孔径的MIMO阵列成像技术，并给出了两种相应的成像方法。第7章讨论了稀疏MIMO阵列设计的问题，给出了一种基于凸优化的阵列综合设计方法。
　　本书的研究工作得到了国家自然科学基金项目“近场稀疏MIMO面阵三维毫米波成像技术研究”（项目批准号：61771049)的资助，以及毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室提供的平台支撑。本书的撰写和出版得到了“十四五“国家重点出版物出版专项规划项目“复杂电子信息系统基咄理论与前沿技木丛书”的资助。研究生黄一心协助对本书文稿进行了校对，作者在此表示由衷的感谢。
　　本书大部分内容是作者近年来在毫未歧成像领域研究工作的总结，部分内
　　容还在不断完善与发展之中。考虑到作者水平有限，书中必定存在不足之处，恳请读者批评指正。