Abbildung mit Millimeterwellen für die Personenkontrolle
Sebastian Bertl
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Sebastian Bertl, Abbildung mit Millimeterwellen für die Personenkontrolle (2009), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832598648
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Beschreibung / Abstract
In diesem Beitrag werden Methoden zur Abbildung von Gegenständen mit Millimeterwellen (MMW) analysiert und anhand eines Messsystems umgesetzt. Ein mögliches Anwendungsgebiet ist die Personenkontrolle in sicherheitskritischen Bereichen.
Um das Streuverhalten von Gegenständen im MMW-Bereich in verschiedenen Messgeometrien genauer beschreiben zu können, wird mit Hilfe numerischer Berechnungsverfahren u.a. das Streuverhalten dielektrischer Körper analysiert. Ausgehend von der reinen Fourierraumbetrachtung werden Methoden vorgestellt, welche unter Berücksichtigung des Streuverhaltens der beleuchteten Objekte kombinierte Aussagen zu Auflösungsvermögen und Sichtbarkeit von Objekten zulassen.
Zur messtechnischen Bestimmung der gestreuten Felder wird ein multistatisches Messsystem mit zirkularer synthetischer Apertur und interferometrischer Erweiterung vorgestellt. Die Rekonstruktionsergebnisse zeigen, dass bei schräger Beleuchtung alle Inhomogenitäten, sowohl material- als auch strukturbedingt, sowie Spiegelpunkte lokalisiert werden können.
Um das Streuverhalten von Gegenständen im MMW-Bereich in verschiedenen Messgeometrien genauer beschreiben zu können, wird mit Hilfe numerischer Berechnungsverfahren u.a. das Streuverhalten dielektrischer Körper analysiert. Ausgehend von der reinen Fourierraumbetrachtung werden Methoden vorgestellt, welche unter Berücksichtigung des Streuverhaltens der beleuchteten Objekte kombinierte Aussagen zu Auflösungsvermögen und Sichtbarkeit von Objekten zulassen.
Zur messtechnischen Bestimmung der gestreuten Felder wird ein multistatisches Messsystem mit zirkularer synthetischer Apertur und interferometrischer Erweiterung vorgestellt. Die Rekonstruktionsergebnisse zeigen, dass bei schräger Beleuchtung alle Inhomogenitäten, sowohl material- als auch strukturbedingt, sowie Spiegelpunkte lokalisiert werden können.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 1.1 Beschreibung des Gesamtzusammenhangs
- 1.2 Stand der Forschung
- 1.3 Übersicht
- 2 Rekonstruktionsverfahren und Abbildungseigenschaften
- 2.1 Streuung elektromagnetischer Wellen – Signalmodell
- 2.2 SAR-Prinzip
- 2.3 Rekonstruktion für zirkulare Aperturen – Monostatik
- 2.4 Bistatische Anordnungen mit zirkularer synthetischer Apertur
- 3 Numerische Streufeldbestimmung
- 3.1 Möglichkeiten zur numerischen Analyse des Streuverhaltens
- 3.2 Vergleich möglicher Messanordnungen
- 3.3 Betrachtung dielektrischer Körper
- 3.4 Einfluss eines reflektierenden Hintergrunds
- 4 Systembeschreibung und Aspekte zur Kalibrierung
- 4.1 Funktionsprinzip der FMCW-Radarsensoren
- 4.2 Aufbau der Antennen
- 4.3 Kombinierter mono- und bistatischer Messaufbau
- 4.4 Datenaufbereitung
- 5 Analyse der Amplitudenbilder und Objektdetektion
- 5.1 Rekonstruktionsergebnisse an einem Testobjekt
- 5.2 Verifikation der Systemeigenschaften
- 5.3 Analyse der Amplitudenverteilungen einzelner Bildbereiche
- 5.4 Objektdetektion – CFAR Verfahren
- 5.5 Ausgewählte Beispiele für monostatische Messungen
- 5.6 Auswertung bistatischer Messdaten
- 5.7 Bewegung von Streuzentren und Ansätze zur Kompensation
- 6 Methoden zur räumlichen Fokussierung
- 6.1 Interferometrie
- 6.2 Phasenauswertung für isolierte Streuzentren
- 6.3 Anwendung des Interferometrieprinzips auf Messdaten
- 6.4 Amplitudenfokussierung
- 6.5 Kombinationsmöglichkeiten zur eindeutigen Fokussierung
- 6.6 Beispiele zur räumlichen Fokussierung
- 7 Vergleich von Abbildungsanordnungen
- 7.1 Betrachtung erweiterter Aperturanordnungen
- 7.2 Struktur des Abbildungsvorgangs
- 8 Zusammenfassung