基于逆球形合成孔径的太赫兹高分辨率成像系统及其空间分辨率研究

《IEEE Journal of Microwaves》：100 μm Resolution Terahertz Imaging via Inverse Spherical Synthetic Aperture Radar Imaging by Terahertz Time-Domain Spectroscopy

　　太赫兹（THz）合成孔径成像能够在超越传统聚焦式THz系统的几何和光学限制的条件下实现高分辨率成像。传统的逐行扫描方法要求目标物体为平面且需要对准精确，而合成孔径技术通过空间分布的测量数据合成大有效孔径，从而允许对复杂形状物体进行灵活成像。本文研究了一种逆球形合成孔径。该系统采用3D打印的电动平台进行方位角和仰角扫描，并结合太赫兹时域光谱（THz-TDS）系统。理论分析通过将脉冲形状建模为双高斯函数来模拟球形孔径的成像响应，同时将圆形孔径模型作为初步理论基础重新审视。空间分辨率和峰值旁瓣比（PSLR）等关键成像参数作为孔径采样的函数进行了评估。实验结果表明，在约2.7 THz带宽、中心频率为1.4 THz的条件下，圆形孔径的空间分辨率为55 μm，球形孔径的空间分辨率为110 μm，验证了合成孔径方法对复杂形状物体进行精细分辨率成像的潜力。