微波成像技术

微波成像最基本的形式是一束微波“照亮”被测场景后，回波被阵列或指向性天线采样，利用回波的相位和强度信息重建出被测场景的形状或散射强度。通常而言，这一束微波是设备自己产生的就称为主动微波成像，否则就是被动微波成像。

SAR成像属于微波成像的一种，有别于广义微波成像的特点是合成孔径，在微波成像中，空间分辨率受制于天线孔径，而SAR通过运动构建虚拟大孔径天线，对虚拟孔径内的回波信号进行空间处理，从而大幅提高空间分辨率。

微波是频率在300MHz～300GHz，相应波长为1m～1mm的电磁波。与无线电波相比，微波具有频率高、频带宽、信息容量大、波长短、能穿透电离层和方向性好等特点，

微波成像是指以微波作为信息载体的一种成像手段，其原理是用微波照射被测物体，然后通过物体外部散射场的测量值来重构物体的形状或(复)介电常数分布。由于介电常数大小与生物组织含水量密切相关，故微波成像非常适合对生物组织成像，当大的不连续性限制了超声波成像的效率，生物组织的低密度限制了X射线的使用时，微波却可以发挥独特的作用，获得其它成像手段无法获得的信息。微波成像具有安全、成本低、理论上可对温度成像等特点

成像是个逆散射的问题，其根据散射的回波信号反演提取目标特征信息。为人们所熟知的X光、激光、声波、微波、毫米波等多种成像技术，只是选择的信息载体与目标的相互作用不同而已。而微波成像是依赖电磁波与目标的相互作用，从散射回波信号中挖掘、提取目标信息，重构目标特征。

其主要困难在于微波波长与被测生物体尺寸接近，衍射作用明显，不能使用类似于X射线的投影成像方法，只能采用更加复杂的基于逆散射的反演算法

微波成像的空间分辨率，是指能够分辨彼此相邻很近的两个相同辐射体的能力。它提供区分物体的细节，从而确定其形状的能力。

在微波成像系统中，天线可以看做接收信号的第一级，任何天线由于其有一定的波束宽度、旁瓣电平和能量损耗，都无法完全地传递所有待测地物分部信息。待测地物的空间分布通过天线扫描速率可以变换为待测信号的时间分布，由于这种空间与时间的互换性，导致了天线功率方向图的空间频率低通滤波效应可以变换为待测信号的时间频率低通滤波效应。

一个波束内采样点数必须大于两个，才能将空间频率的信号特征采集完全。因此，从离散采样数据中恢复相应连续数据的最高空间分辨率为一倍天线半功率波束宽度。

温度分辨率是指检测物体最小温差的能力，能检测的温差越小，意味着温度分辨率越高，它的优劣主要由接收机性能所决定。温度分辨率即是微波成像系统的灵敏度。

微波成像系统要具有高灵敏度，必须要求接收机低噪声温度、大带宽和长积分时间。积分时间的选取取决于应用的要求，要和灵敏度、扫描速度做适当的配合。