[发明专利]太赫兹三维层析成像系统及方法

权利要求书

1.太赫兹三维层析成像方法，其特征在于，采用太赫兹三维层析成像系统实现该方法；

所述太赫兹三维层析成像系统，包括：

被测物体（60），

载物移动旋转平台（50），所述被测物体（60）置于载物移动旋转平台（50）上，所述载物移动旋转平台（50）用于带动被测物体（60）移动与旋转，并将扫描后发散的波束聚焦至太赫兹收发模块中接收天线；

太赫兹波发射装置，用于产生太赫兹信号；

第一菲涅尔透镜（41），用于将所述太赫兹信号聚焦于被测物体（60）上；

第二菲涅尔透镜（42），用于接收经过所述被测物体（60）的太赫兹信号，并聚焦该太赫兹信号；

太赫兹波接收装置，用于接收所述第二菲涅尔透镜（42）聚焦后的太赫兹信号；

数据采集装置（90），与所述太赫兹波接收装置通信连接；

处理器（91），与所述数据采集装置（90）通信连接，用于融合多频段太赫兹信号，得到超宽带太赫兹信号，利用稀疏重建算法计算被测物体（60）在超宽带太赫兹信号下连续频点的三维成像；

该方法包括以下步骤：

对所述数据采集装置（90）采集到的多个太赫兹信号进行预处理，得到多个太赫兹回波信号；

融合多个所述太赫兹回波信号，得到超宽带太赫兹回波信号；

对所述超宽带太赫兹回波信号进行希尔伯特变换并提取信号包络，得到所述超宽带太赫兹回波信号的时域包络；

采集所述被测物体（60）的三维投影数据，得到时域光谱数据；

利用稀疏重建算法对所述时域光谱数据进行图像重建，其具体步骤如下：基于稀疏角度图像算法，对时域光谱数据进行图像重建；

根据公式（1），对所述数据采集装置（90）采集到的多个太赫兹信号进行预处理，得到多个太赫兹回波信号；（1）

其中，为太赫兹回波信号，为各频段的序号，为各频段的幅值响应，为各频段的起始频率，为由目标引起的回波时延，为调频斜率；

根据公式（2）～（4），融合多个所述太赫兹回波信号，得到超宽带太赫兹回波信号；（2）

（3）

（4）

其中，为幅值调节系数，为频移项，为各频段的目标时延差，为各频段起始频率差，为时移项，为相位补偿项；

根据公式（5）～（7），对所述超宽带太赫兹回波信号进行希尔伯特变换并提取信号包络，得到所述超宽带太赫兹回波信号的时域包络；       （5）

        （6）

             （7）

其中，为目标距雷达距离，为当前采样时刻所对应的频点，为初始采样时刻所对应的频点，为光束；

采集所述被测物体（60）的三维投影数据，得到时域光谱数据；

根据公式（8），利用稀疏重建算法对所述时域光谱数据进行图像重建；   （8）

其中，N为待重建图像像素总数，为当前投影角度下光束对像素的权重值，为调节因子，为迭代次数，为第K+1次迭代下图像像素n的值。