一種單通道毫米波編碼成像系統的測量擋板設計方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及毫米波探測成像的技術領域，特別是一種單通道毫米波編碼成像系統的測量擋板設計方法。
【背景技術】
[0002]單通道毫米波編碼成像系統中關鍵部分是測量擋板。圖像重構算法的好壞決定最終得到的毫米波圖像與真實場景圖像的接近程度，而能夠正確成像的前提是測量擋板設計正確。
[0003]Sylvester型H矩陣是理論上的最佳編碼測量矩陣，而S矩陣可以由Sylvester型H矩陣經初等矩陣變換得到，對于S矩陣，0、I編碼構型易于實現，是實用中的最佳編碼矩陣。由0、I構成的循環S矩陣可以由自然移位m序列產生，易于硬件實現。從實際角度考慮，本設計選擇循環S矩陣作為系統的編碼測量矩陣來設計編碼模板。
[0004]現有的測量擋板裝置主要都為矩形，矩形擋板硬件實現簡單，運動機制也容易實現；矩形擋板運動機制主要有直線運動型和折返運動型。折返運動型測量擋板構造簡單，運動空間最小，運動機構最復雜；直線運動型測量擋板構造簡單，運動空間中等，運動機構相對簡單。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術存在的問題，本發明基于循環S矩陣制作的圓形測量擋板，其運動機制為旋轉運動型，這種旋轉運動型測量擋板構造復雜，運動空間最大，但是運動機制最簡單。
[0006]一種單通道毫米波編碼成像系統的測量擋板裝置的制造方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1，采用循環S矩陣設計圓形編碼矩陣模板；
[0008]步驟2，制作半徑與編碼矩陣模板相同且帶有出射狹縫的出射狹縫模板，并將其固定于編碼矩陣模板射出毫米波的一側，其圓心在編碼矩陣模板上的投影與編碼矩陣碼板圓心重合；
[0009]步驟3，將編碼矩陣模板連接電機與傳動裝置，并在控制模塊的作用下編碼矩陣模板繞圓心旋轉。
[0010]實現本方法，步驟I中圓形編碼矩陣模板I采用循環S矩陣設計，設計過程如下:
[0011]步驟1.1，構造一個22n-l階循環S矩陣Α，η為正整數，折疊碼矩陣大小為(2η-1) X (2η+1)，循環S矩陣為0，I矩陣；
[0012]步驟1.2，將循環S矩陣A的第一行折疊為(2η-1) X (2η+1)的矩陣B，將2^Β矩陣依次橫向排列；
[0013]步驟1.3，從第二個B矩陣開始變化，變化規則為:后一個矩陣是前一個矩陣將第I行移至最后I行，第2行分別向上移動I行得到的；
[0014]步驟1.4，對變換后的2η個矩陣，取第I?(2η-1)行，第I?2η(2η+1)_1列，得到一個(2n-l) X [2n(2n+l)-l]矩陣 C ；
[0015]步驟1.5，根據矩陣C制作碼板，且矩陣C中的O對應碼板上毫米波不透過部分，I對應碼板上毫米波透過部分；
[0016]步驟1.6，在直線形碼板最后添加一列定位碼元構成(2n_l)行、2n(2n+l)列的形狀；
[0017]步驟1.7，將添加了定位碼元的直線形碼板首尾相接得到圓形的編碼矩陣模板I。
[0018]本發明采用以下方法進一步實現發明目的:
[0019](I)出射狹縫模板的制作方法如下:在出射狹縫模板上以圓心為起點沿徑向出射狹縫模板邊緣切割一個扇形缺口的出射狹縫。
[0020](2)出射狹縫尺寸滿足每次測量僅有2n+l列碼元編碼過的毫米波從出射狹縫中射出。
[0021](3)編碼矩陣模板旋轉滿足以下條件:每次測量僅移動一列碼元。
[0022]本發明與現有技術相比，具有以下優點:基于循環S矩陣的圓形測量擋板，運動機制為旋轉運動型，這種旋轉運動型測量擋板構造最復雜，運動空間最大，但是運動機制最簡單；并且由于擋板是基于循環S矩陣的碼板，所以是實際應用中的最佳編碼擋板。相比于直線運動型擋板和折返運動型擋板，本發明中的旋轉運動型圓形測量擋板對圖像重構具有極大的優勢。
[0023]下面結合說明書附圖對本發明做進一步描述。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的方法流程圖；
[0025]圖2為按照本發明設計出的測量擋板原理框圖；
[0026]圖3為米用循環S矩陣構造編碼矩陣模板原理不意圖；
[0027]圖4為以15階循環S矩陣為例子構成的直線形碼板示意圖；
[0028]圖5為以15階循環S矩陣為例子構成的直線形碼板加上定位碼元的示意圖；
[0029]
【具體實施方式】
[0030]結合圖1，一種單通道毫米波編碼成像系統的測量擋板設計方法，包括以下步驟:
[0031]步驟1，采用循環S矩陣設計圓形編碼矩陣模板I ;
[0032]步驟2，制作半徑與編碼矩陣模板I相同且帶有出射狹縫2-1的出射狹縫模板2，并將其固定于編碼矩陣模板I射出毫米波的一側，其圓心在編碼矩陣模板I上的投影與編碼矩陣碼板I圓心重合；
[0033]步驟3，將編碼矩陣模板I連接電機與傳動裝置3，并在控制模塊4的作用下編碼矩陣模板I繞圓心旋轉。
[0034]結合圖3，步驟I的具體設計過程如下:
[0035]步驟1.1，構造一個22n_l階循環S矩陣Α，η為正整數，折疊碼矩陣大小為(2η-1) X (2η+1)，循環S矩陣為0，I矩陣；
[0036]步驟1.2，將循環S矩陣A的第一行折疊為(2η-1) X (2η+1)的矩陣B，將2外B矩陣依次橫向排列；
[0037]步驟1.3，從第二個B矩陣開始變化，變化規則為:后一個矩陣是前一個矩陣將第I行移至最后I行，第2行分別向上移動I行得到的；
[0038]步驟1.4，對變換后的2n個矩陣，取第I?(2n_l)行，第I?2n(2n+l)-1列，得到一個(2n-l) X [2n(2n+l)-l]矩陣 C ；
[0039]步驟1.5，根據矩陣C制作碼板，且矩陣C中的O對應碼板上毫米波不透過部分(如圖4、5中的黑色碼元)，I對應碼板上毫米波透過部分(如圖4、5中的白色碼元)，如圖4所示;
[0040]步驟1.6，在直線形碼板最后添加一列定位碼元構成(2n_l)行、2n(2n+l)列的形狀，如圖5所示；
[0041]步驟1.7，將添加了定位碼元的直線形碼板首尾相接得到圓形的