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工作概述

近日，betway88西汉姆联毫米波与太赫兹技术北京市重点实验室联合中山大学、西安电子科技大学，在远距离太赫兹超分辨凝视成像研究方面取得新进展。相关论文“A Long-Range Terahertz Super-Resolution Staring Imaging System With a Two-Dimensional Multibeam Receiver Front End”已在《IEEE太赫兹科学与技术汇刊》（IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology）以Early Access形式在线发表，北京理工大学为第一作者和通讯作者所在单位。

研究团队研制了工作于340 GHz的二维多波束凝视成像系统，将卡塞格伦天线、4×4肖特基混频接收阵列与基于实测字典的稀疏重建方法相结合，在约120米距离下，实现了对所测试双点目标场景中0.105°角间隔的分辨。相对于约0.23°的实测远场波束宽度，波束宽度与可分辨目标角间隔之比约为2.2，为远距离太赫兹稀疏目标凝视成像提供了新的实现路径。

研究背景与具体思路

太赫兹波位于微波与红外之间，在安全检查、目标识别、无损检测和非接触感知等领域具有应用潜力。然而，太赫兹信号在远距离传播中面临较大的传播损耗和大气吸收，系统需要高增益天线接收微弱回波。高增益单波束天线的波束较窄，为覆盖更大的二维区域，通常需要机械扫描，由此增加成像时间和系统复杂度。

如何兼顾远距离接收能力、二维空间覆盖与精细角度分辨，是太赫兹凝视成像面临的重要挑战。其中，凝视成像是指在目标成像时利用多个接收通道同时观测场景，减少对机械扫描的依赖。即使实现了多通道接收，相邻目标的回波仍可能在有限波束宽度内重叠，难以通过常规波束形成直接区分。

针对这些问题，团队采用硬件与重建方法协同设计的思路：利用二维多波束前端同时获取16路相干回波，通过离线测量建立不同角度对应的多通道响应字典，再利用正交匹配追踪算法，从回波中估计少量目标的角度位置。在完成离线建表后，目标成像过程无需机械扫描。