近些年,不法分子利用便利的交通运输违禁品,严重的破坏社会的和平与稳定,为此,世界各国相关的研究机构和企业开展了于此相关的安检设备研发工作,并取得了大量成果。其中,毫米波柱面三维成像凭借其全方位、衣物穿透、高分辨率成像和非电离辐射等优势,在安检领域得到了更为广泛的研究与应用。但现有的柱面三维成像阵列主要通过线性阵列+机械扫描方式完成雷达回波数据采集。由于采用机械扫描方式,数据获取时间相对较长。在人员快速流动区域,其通过的效率受到一定的限制,迫切需要发展面向高效数据获取的新型成像机制。为此,本文提出并开展稀疏柱面成像新机制的研究工作,并提出一种基于正交频分稀疏柱面三维成像算法。具体研究工作如下:1、针对现有柱面三维成像中数据获取效率不高的问题,提出了一种基于正交频分的柱面三维成像阵列成像机制,结合正交频分的收发机制,通过不同阵元发射不同频率信号实现频分复用,提升了数据获取效率,该成像机制兼顾了稀疏阵元布局和等效满阵采样,对提升系统数据获取效率具有重要意义。2、针对柱面三维成像阵列天线稀疏优化问题,研究了稀疏柱面三维成像阵列的优化方法,构建了充分考虑等效准单站相位误差和波数宽度的稀疏柱面三维成像阵列稀疏优化模型,在保证采样满足采样准则的前提下,获得了稀疏阵列优化的最优解,大幅度降低了柱面阵列的阵元数,通过仿真进行验证,为降低系统硬件成本提供了重要的参考。3、针对稀疏柱面阵列高精度三维成像聚焦的问题,提出了一种适用于正交频分稀疏柱面三维共焦投影算法。首先,对感兴趣区域(Region of Interesting,ROI)进行网格划分;然后,建立每个像素点与每个有效观测收发天线之间的匹配函数;在此基础上,进行匹配处理,获得对应像素点的幅相信息;最后,对所有采集到的幅相信息进行相干叠加,获取相应像素点的散射系数,并通过点目标仿真验证该算法的有效性和正确性。