基于物理光学法的近场多入多出雷达成像模拟

针对点目标扩展函数(PSF)不能有效分析复杂目标在毫米波近场多入多出(MIMO)雷达成像中的散射机理问题，研究了一种基于近场物理光学散射计算数据的毫米波MIMO雷达成像模拟方法。该方法利用近场物理光学方法，获得包含阵列构型和目标散射信息的近场计算数据，并通过近场MIMO成像处理器实现近场MIMO成像的全过程模拟。利用D波段“T”字型二维稀疏MIMO阵对复杂的三维目标开展了近场成像实验，仿真和实验结果表明，模拟结果与实际成像结果有很好的一致性。该方法能够分析近场MIMO成像系统的成像性能，为近场MIMO成像的阵型设计提供支撑，揭示复杂目标的近场散射特性与成像机理。     

基于时域弹跳射线法的海面复合目标近场回波仿真

雷达回波信号的获取对研究动态目标识别和雷达成像具有十分重要的意义。提出了一种基于时域弹跳射线法(Time Domain Shooting and Bouncing Ray, TDSBR)的动态目标回波仿真模型,用于模拟海上电大目标的近场雷达回波。该模型采用TDSBR方法直接在时域计算弹载雷达照射下的目标与海面近场复合散射特性,并结合“stop-go”方法模拟雷达与目标之间的相对运动,实现了弹载雷达照射下海上运动舰船目标的回波信号仿真。仿真结果表明,该模型可以有效呈现海面与海上目标的耦合效应,实现对目标速度和距离的预测,具有良好的精度和较高的效率,在海洋环境中弹载雷达的回波预测和目标检测中具有广阔的应用前景。     

天线时域平面近场测量系统的研究

时域近场测量作为一种新发展起来的天线测量技术,具有和通常的频域测量不同的独特优势,它能得到天线的时域特性和宽带特性.首先介绍了时域平面近场测量系统的构成,为了能对雷达进行测量,系统采用了使用矢量信号源模拟产生复杂雷达信号的方案,并对标准增益喇叭进行了验证测试,把测试结果和理论仿真、频域近场测试结果进行了比对,证实了时域...     

平面分层媒质中目标的TAM-BP成像算法

表层穿透雷达(Surface Penetrating Radar,简称SPR)可对公路、墙体等层状媒质中的目标,如钢筋、管道、电缆等进行探测和定位,是一种有效的无损探测工具。为得到这些目标的位置和散射强度,对雷达记录剖面进行高精度成像处理是必须的。基于"延迟-累加"运算的时域反向投影(Back Projection,简称BP)成像算法可对均匀媒质中的点目标进行二维精确成像,但不适用于分层有耗媒质。本文通过分析电磁波在平面多层媒质中的传播特性,导出了平面多层媒质中目标的时延-幅度修正BP(Time-delay and Amplitude Modified BP,简称TAM-BP)成像算法并给出了详细的处理流程。通过对仿真数据和实测SPR数据的处理,结果显示该算法可以对平面多层媒质中的点目标进行高分辨成像。     

利用球背投影法对理想导体目标成像

本文将ＣＴ原理和雷达转台成像原理引入到近场微波成像领域。作为ＣＴ中背投影响的推广，给出了球背投影的概念，进而提出了由散射近场重建理想导体目标轮廓的球背投影法及其实现算法，计算机模拟结果表明该方法是近场微波成像系统的一种有效方法。     

表层穿透雷达递归反向投影成像算法

本文提出了一种冲激脉冲表层穿透雷达(Impulse Surface Penetrating Radar,简称ImpSPR)递归反向投影(Back Projection,简称BP)成像算法.ImpSPR应用中,高精度实时成像是进行表层下目标探测最直接和有效的手段.基于"延迟-求和"处理的时域BP成像算法可以对成像区域完成精确聚焦,得到高质量的雷达图像.然而由于其巨大的运算量,难以应用于ImpSPR系统的实时处理中.本文在对BP算法详细分析的基础上,建立了算法的递归模型,导出了递归BP算法的处理流程并对其运算量进行了分析.ImpSPR实测数据处理结果表明,递归BP成像方法可以大大降低运算量,有效的运用于ImpSPR系统实时处理中,同时也可用于机载合成孔径雷达系统.     

太赫兹时域雷达成像研究

该文在太赫兹时域雷达基础上,通过改进后的后向投影(BP)算法对多种模型进行了系统的成像研究,验证了散射太赫兹时域信号的成像机制.成像结果显示实验实现了分辨6mm的空间间隔;同时理论计算证明太赫兹时域雷达具有0.125mm的横向和0.125mm的纵向分辨率潜力.该文还对后向投影算法所产生的环形中心增强现象进行了分析讨论,并讨论了成像背景圆环的原因与抑制方法.      

时域近场测试中的采样面截断误差分析与修正

采样面截断误差是影响近场测试结果的一个很重要的因素。本文结合频域近场测量中对采样面截断误差的分析结果,根据时域近场测量的时域近场特性,借助PSTD算法和PML技术,提出一种修正时域近场测量采样面截断误差的新方法,数值例子验证了方法的有效性。     

采用格林函数分解的太赫兹逆合成孔径雷达近场成像算法

针对太赫兹逆合成孔径雷达(ISAR)近场成像的问题,本文提出了采用格林函数分解的ISAR成像算法。文中结合太赫兹雷达超外差接收模式,构建和分析了近场条件下的目标回波模型。通过对回波模型中格林函数的分解,将表征球面波前的格林函数分解为二维平面波的叠加;并在频域完成对回波信号的滤波补偿和二维逆变换后,获得了太赫兹ISAR近场目标的图像。文中通过与二维FFT算法和本文算法进行的数值仿真结果对比,验证了该算法的可行性。最后利用太赫兹雷达转台实测数据对本文算法进行了验证和对比分析,结果表明该算法具有良好的成像性能。      

一种超宽带穿墙雷达的三维成像算法研究

提出了一种应用于超宽带穿墙雷达的三维成像算法。在研究后向投影算法原理的基础上,构建了电磁波穿透介质墙的数学模型,补偿了电磁波在墙体中传播的时间延迟,推导了基于偶极子近场辐射模型的穿墙改进后向投影算法,给出了算法的实现流程。利用FDTD得到采样数据,运用算法的具体流程实现对介质墙存在下的目标进行三维成像。验证了算法的有效性,分析了墙体和目标间耦合作用对成像效果的影响。