第39卷第6期2020年12月MIMOradarMAZhao-Hui1，WANGJing-Yang2，JINGHan-Dan1，LIUFan3*，HUWei-Dong1，LYUXin1Keywords：millimeterwave（mmW）imaging，multiple-inputmultiple-output（MIMOsingle-channel，code-division-multiplex（CDMmismatchedfilterPACS84.40.Ua基于單通道MIMO雷達的毫米波安檢成像1（1.北京理工大學信息與電子學院毫米波與太赫茲技術北京市重點實驗室，北京100081；3.倫敦大學學院電子與電氣工程系，英國倫敦WC1E7JE）摘要：毫米波多入多出（MIMO）雷達是一種前沿的安檢成像技術。然而，由于采用了大量的發射/接收通道，MIMO雷達的成本和復雜度大大高于傳統的單通道雷達。為了研制低成本、低復雜度的毫米波MIMO安檢成像雷達，引入了雙重碼分復用技術。該方法可通過單發射/接收通道實現與傳統多通道MIMO雷達相似的成像性能，對安檢成像領域的發展和應用具有重要意義。此外，設計了基于失配濾波器理論的解復用碼，其可在干擾條件下實現最大碼分集增益。進行了仿真與實驗以驗證所提出方法的正確性與有效性，得到了滿意的結果。710紅外與毫米波學報39卷wave，whichmakesmmWapromisingfrequencyba1Single-channelMIMOradarbasedondual-CDMtechnique1.1Architectureofsingle-channelMIMOradarFig.1Single-CDMprocessintraditionalMIMOradar圖1傳統MIMO雷達中的單碼分復用過程6期7116期711Fig.2Dual-CDMprocessinsingle-channelMIMOradar圖2單通道MIMO雷達中的雙重碼分復用過程1.2DetailsoftheseconFig.3Blockdiagramofthesingle-channelMIMOradarfront-end圖3單通道MIMO雷達前端系統框圖］kbe712紅外與毫米波學報39卷表1長度為15的m序列Hadamard積結果表Table1ListoftheHadamardproductresultsby15-lengthm-sequencespq1234567891-549736282-658471393 7619582445298376572-3914879683-41258794-5231697815 6342381926 7456492137-85753248-96121864359-7832975146-943862517-2De-multiplexcodedesignbasedonmismatchedfilterFig.4ThesecondaryCDMprocessofthedual-CDMinsingle-channelMIMOradar圖4單通道MIMO雷達雙重碼分復用的二次碼分復用過程Fig.5Schematicdiagramoftwotypicalde-multiplexprocessesandtheirresults，wherethetime-domainencodedsignal（a）istheonetobeextractedthistimeb）isthede-multiplexcodese-quencethistime，and（c）istheonenottobeextractedthistime圖5兩種典型的解復用過程及其結果示意圖，其中時域編碼前不需提取的信號kLT2）2L2L1kl］2hkk22714紅外與毫米波學報39卷2-p321.Fig.6Comparisonofthecorrelationoutputbetweenm-se-quence，TSOCandMMFC圖6原始m序列、完全移位正交碼與失配濾波器碼的相關輸出比較Fig.7ComparisonofthedefinedSNRbetweenm-sequence，TSOCandMMFC圖7m序列、完全移位正交碼與失配濾波器碼的解復用輸出信噪比≤Fig.8ComparisonoftheSIRbetweenm-sequenceandMMFC圖8m序列與失配濾波器碼的解復用輸出信干比3SimulationandexperimentFig.9The2×2linerarrayusedforthesimulation圖9仿真所用2×2線性陣列布陣6期7156期715Fig.10Thesimulatedsignalsforoneexemplaryobservationchannelduringthesingle-channel2×2MIMOimaging，where（a）isthereceivedsignalb）isthere-codedsignalc）istheaggregatedsignald）isoneofthede-multiplexedsignale）is theotherde-multiplexedsignaland（f）isthefinalde-multi-plexedsignalcombinedof（d）and（e）圖10單通道2×2MIMO雷達成像過程中的一個示例觀測通道信號仿真結果，其中a）是接收到的信號b）是二次編碼后的信號c）是聚合信號d）該信號的其中一個解復用信號，該路最終解復用信號3.2ExperimentFig.11Thepointspreadfunctionofthesimulatedsingle-chan-nelMIMOradarindistance-horizontaldimension圖11所仿真單通道MIMO雷達在水平-距離方向的點擴展函數Fig.12Photographof（a）theimagingsystemprototypeand（b）thephaseshiftersaswellasthe（c）blockdiagramofthissys- tem716紅外與毫米波學報39卷Fig.13Thesimulated26×26“T”shapeMIMOarraybyningusedfortheexperiment圖13掃描實驗模擬的26×26“T”型MIMO陣列示意圖Fig.14（a）Photographofthetarget；Single-channelMIMOra-的單通道MIMO雷達成像Fig.15Imagingtestofthetargetsunderclothes圖15目標置于衣物下的成像實驗4ConclusionReferences［2］CHENGHang，ZHENGHai-Tao，JINGHan-Dan，etal.Three-丹，等.W波段三維近場安檢成像系統.紅外與毫米波學報2017，36（4408-414.［3］LuukanenA，ApplebyR，KempM，etal.TerahertzSpectroscopyandImaging：Millimeter-waveandterahertzimaginginsecurityapplica?［J］.ProceedingsofSPIE-TheInternationalSocietyforOpticalEngi?6期7176期717［8］AhmedSS，SchiesslA，Gumbmann