《太赫兹雷达成像技术》阅读笔记 1：第一章 概论

• 太赫兹的定义：

  • 泛指: 频率 0.1 ~ 10THz；波长 3mm ~ 30um
  • 狭义: 频率 0.3 ~ 3THz; 波长 1mm ~ 10um

• 太赫兹的优点 (与微波雷达相比)

  • 空时频分辨率高

    ? 空间上：成像分辨率更高、目标细节更丰富、特征更精细；

    ? 时间：成像帧率高，有利于实时成像，打击准确

    ? 频谱：多普勒敏感，有利于微动探测和高精度速度估计

  • 波长短： $?$ 波束窄 $?$ 天线增益和角跟踪精度高

  • 带宽高： $?$ 抗干扰容易，大气衰减大 (客观上形成保护)

  • 器件小： $?$ 适用于集群、卫星等平台

  • 传播和反射特性接近光学 $?$ 可反隐身，使用准光器件扩展波束，聚焦，调节准直

• 太赫兹的优点 (相比于LiDAR)

  • 穿透烟雾和浮尘的能力更强
  • 天气鲁棒性好
  • 对高速运动目标的气动光学效应和热环境效应不敏感

• 太赫兹雷达的特殊性：

  • 与微波毫米波、激光相比，THz特殊性的存在包括以下四个方面
  • 雷达系统
  • 目标特性
  • 目标成像
  • 应用技术

• 目标散射特性建模与计算

  • 太赫兹频段介电响应已跨入微观领域
  • 需要把宏观电磁理论和微观电磁理论相结合，从量子力学水平进行解释

• 目标散射机理

  • 两种分析思路 :

    🚩 微波毫米波段向上扩展；

    🚩 光学频段向下扩展；

  • 特点：

    🚩 THz频段下目标表面粗糙起伏，正好处于由不可见到可见的过渡区域

    🚩 $\Rightarrow$ 目标表面的亚波长粗糙和细微结构对电磁散射行为有重要影响 $\Rightarrow$ ✅ 分析粗糙表面的散射特性

  • 粗糙表面散射理论方法：

    ✅ small perturbation method (SPM) 微扰法

    ✅ 基尔霍夫近似法

    ✅ 小斜率近似法 small slope approximation

    ✅ 双尺度法等

    ✅ 还需要考虑相位变化

• 目标散射特性的测量

  • 主要分为电子学方式、光学方式两类。具体地：

  • 基于电子学系统的测量

    🚩 主要在太赫兹低频段进行测量 (0.1-0.5THz)

    🚩 被测目标尺寸往往较大

  • 基于TDS / 远红外激光器系统的测量

    🚩 主要在太赫兹中低频段开展 (0.1-2.4THz)

    🚩 被测目标尺寸往往较小

• 后续内容还是非常实用的：
  • 第二章 雷达成像基本原理与基础知识
  • 第三章 ISAR
  • 第四章 将二维成像拓展到三维 (方位-俯仰三维成像)
  • 第五章 干涉三维成像
  • 第六章 阵列技术
  • 第七章 MIMO线阵三维成像
  • 第八章 改变线阵运动方式 $\Rightarrow$ 基于旋转的线阵扫描成像技术
  • 第九章 SAR成像技术
  • 第十章 太赫兹孔径编码成像技术
  • 第十一章 引入稀疏贝叶斯和深度学习，进一步提高性能
  • 第十二章 发展和展望

但可惜有优先级更高的事情，有缘再更~