Metamaterial Apertures for Computational Imaging

By  leveraging  metamaterials  and  compressive  imaging,  a  low-profile  aperture  capable  of

microwave  imaging  without  lenses,  moving  parts,  or  phase  shifters  is  demonstrated.  This  designer

aperture  allows  image  compression  to  be  performed  on  the  physical  hardware  layer  rather  than  in

the  postprocessing  stage,  thus  averting  the  detector,  storage,  and  transmission  costs  associated

with  full  diffraction-limited  sampling  of  a  scene.  A  guided-wave  metamaterial  aperture  is  used

to  perform  compressive  image  reconstruction  at  10  frames  per  second  of  two-dimensional  (range

and  angle)  sparse  still  and  video  scenes  at  K-band  (18  to  26  gigahertz)  frequencies,  using

frequency  diversity  to  avoid  mechanical  scanning.  Image  acquisition  is  accomplished  with  a  40:1

compression  ratio.