1、無(wú)源毫米波成像系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)場(chǎng)景與物體輻射毫米波亮溫能量的差異實(shí)現(xiàn)成像,因其具備無(wú)輻射,可穿透衣物、云霧硝煙等遮擋,且系統(tǒng)隱蔽性強(qiáng)、難以被偵察等特點(diǎn),在安全檢查、軍事偵察等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用;為了滿足應(yīng)用場(chǎng)合需求提高系統(tǒng)成像實(shí)時(shí)性,無(wú)源毫米波系統(tǒng)多采用多通道體系結(jié)構(gòu)。其中,數(shù)據(jù)采集單元為多通道成像系統(tǒng)的關(guān)鍵硬件部件,負(fù)責(zé)完成前端通道輸出模擬亮溫信號(hào)的數(shù)據(jù)采集功能,以便于成像算法處理;然而,受制作工藝所限,多通道系統(tǒng)通道間非一致性、波束間

2、非均勻性等原因,導(dǎo)致圖像呈現(xiàn)條帶噪聲,嚴(yán)重影響了成像質(zhì)量。
　　本文以多通道無(wú)源毫米波項(xiàng)目為依托,研究設(shè)計(jì)了基于 FPGA的多通道數(shù)據(jù)采集單元,并對(duì)毫米波圖像條帶抑制方法展開(kāi)了研究,主要工作為:
　　1.分析毫米波成像理論與多通道成像體系結(jié)構(gòu),對(duì)數(shù)據(jù)采集主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行論證,并研究最小均方誤差理論,為硬件設(shè)計(jì)及算法研究提供理論支撐。
　　2.分析論證數(shù)據(jù)采集單元功能結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方案,完成主要器件選型與接口方案設(shè)計(jì),采用“

3、AD+FPGA”的硬件結(jié)構(gòu)完成多通道數(shù)據(jù)采集單元的硬件設(shè)計(jì)與研制,并完成相關(guān)硬件電路的調(diào)試工作。
　　3.在Quartus軟件平臺(tái)上,運(yùn)用Verilog語(yǔ)言完成相關(guān)時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了本單元數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、傳輸控制的功能,并在軟件平臺(tái)上完成對(duì)硬件電路的測(cè)試。
　　4.針對(duì)多通道成像系統(tǒng)條帶噪聲的問(wèn)題。研究了基于兩點(diǎn)定標(biāo)進(jìn)行通道均衡的方法;分析毫米波系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及條帶噪聲特點(diǎn),根據(jù)成像系統(tǒng)點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的低通特性,運(yùn)用改

4、進(jìn)矩匹配法,進(jìn)行條帶抑制處理,較傳統(tǒng)矩匹配法,該方法不僅具備良好的條帶抑制能力,也可有效消除去噪后圖像中呈現(xiàn)的“塊狀效應(yīng)”。
　　5.研究了基于最小均方誤差(LMS)進(jìn)行條帶抑制處理的方法。根據(jù)多通道成像系統(tǒng)成像模型,在傳統(tǒng)LMS算法基礎(chǔ)上,利用圖像行間相關(guān)性及鄰域相關(guān)性信息,并將其應(yīng)用到條帶抑制處理中。經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證,該方法具備更好的條帶抑制能力,且保留了圖像的細(xì)節(jié)信息。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真及實(shí)測(cè),驗(yàn)證了本文所研究設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采