一种改进的基于Stolt迁移的探地雷达三维合成孔径成像方法

stolt迁移实现探地雷达三维合成孔径成像具有实现速度快的优点,但stolt迁移有一显著缺点是它不适用于电磁波波速变化的情形,而在探地雷达的应用中电磁波波速变化是实际存在的。本文提出了一种改进的基于stolt迁移的探地雷达三维合成孔径成像方法,该方法能克服普通方法不适用于电磁波波速变化这一缺点。通过对实测数据进行处理,其结果表明所提方法取得了很好的效果。     

频率步进探地雷达的SAR成像处理方法

由于冲激脉冲探地雷达平均功率低,限制了其作用距离和探测深度,多用于近地表和浅低层探测。为了提高系统的作用距离和探测深度,常采用频率步进探地雷达。利用频率步进信号的大带宽和高平均功率的特点,不但可以提高作用距离和探测深度,而且成像分辨率可以大为改善。由于介质与空气的介电特性不一致,电磁波的传播路径和传播速度会发生相应的改变,常用的回波模型和合成孔径成像方法不再使用。本文推导出了频率步进探地雷达的回波信号模型,并结合SAR成像理论,针对地下目标探测的特点,提出了分层聚焦的SAR成像处理方法,取得了良好的效果。     

基于随机滤波的探地雷达成像方法

探地雷达是一种超宽带雷达系统,若按传统的奈奎斯特采样,雷达回波信号需要大量空间存储。压缩感知可以实现利用少量的测量值对稀疏信号进行重构,其中最为关键的是测量矩阵和重构算法的选择。本文将压缩感知应用于探地雷达成像,并利用随机滤波的思想选择测量矩阵,可以有效减少测量矩阵中非零值的个数。利用正交匹配追踪算法对信号进行重构,算法简单,降低了数据的存储量和运算复杂度,该算法同样可以对时间和空间上同时压缩的数据进行成像。最后,本文给出基于时间连续信号的GPR接收机一种CS实现方案。仿真结果表明,本文提出的成像方法可以以少量数据精确地对信号进行重构,并且运算量少。      

超宽带探地雷达多目标压缩感知成像研究

压缩感知成像要求信号在某个域上能满足稀疏性要求,地下多目标在空域上降低了信号的稀疏性,导致成像出现散焦和虚像。扩大成像背景保证了稀疏性要求但又使得成像计算量上升,实时性不足。提出一种根据探地雷达回波特征预提取出潜在目标位置的压缩感知成像方法。通过对数据进行去噪、滑动矩阵过滤来确定目标的水平位置,再对水平位置处的几道A-Scan 数据进行极值搜索,从而可以提取出成像区域目标位置信息,进而在建立成像冗余字典时只需考虑目标位置处的字典元素,无目标处字典元素直接剔除,减少字典建立所需的元素,降低了压缩感知求解计算量。该方法由于只对潜在目标区域进行成像,因此在保证成像实时性的同时也保证了成像精度。实验结果表明算法可行、有效。     

步进扫频宽带探地雷达信号处理

基于一种步进扫频的宽带探地雷达前端设计,有效地解决探地雷达探测深度和高分辨率的矛盾。该前端系统发射151个步进频脉冲,接收地下物体反射的回波信号,对回波信号进行混频和滤波,然后,选取不同脉冲数处理回波信号,实现了对地探测深度深和分辨率高的优点。用Matlab对步进扫频宽带探地雷达信号进行仿真,并由实验平台验证超宽带步进频在目标探测应用中的有效性。实验结果表明,步进扫频宽带探地雷达可以实现较大的浅地层探测深度和较高的分辨率。     

前视探地雷达合成孔径成像方法的研究

根据前视探地雷达波斜入射,并且经过空气和地下两层介质的特点,提出了基于等效波场和全息成像的频率波数域前视探地雷达合成孔径成像方法。该方法对地面以上的记录剖面用基于全息成像的频率波数域成像方法成像,对地面以下记录剖面的成像,则用地面测线处的等效波场。所提方法把两层介质中的成像问题简化成单层介质中的合成孔径成像问题。对实验数据的处理结果表明,所提方法能有效地提高信杂比,提高目标的方位分辨率。     

探地雷达近场三维距离偏移成像算法

在距离偏移算法基础上提出了近场条件下的探地雷达三维成像方法,同时对后向投影钟法进行了讨论。理论分析表明：近场三维距离偏移算法与后向投影算法相比,能在较大程度上减少运算量。利用试验数据对两种算法分别做了成像研究,验证了近场三维距离偏移箅法的正确性及其实时处理能力。     

基于互相关的探地雷达反向投影成像算法

该文基于探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)回波数据之间的互相关性,提出了一种用于抑制GPR成像中杂波干扰的反向投影(Back Projection, BP)成像算法。与标准BP算法相比,该文的互相关反向投影(Cross-correlated Back Projection, CBP)算法增加了数据间互相关运算的步骤,而且无需引入额外的参考信号通道。理论分析和实验结果均表明,CBP算法不仅抑制了标准BP算法成像结果中的杂波干扰,而且在一定程度上提高了成像分辨率。     

基于图像熵的探地雷达杂波抑制效果评价

现有的探地雷达杂波抑制效果评价主要使用信杂比方法,需要结合目标特征区域的判断,且目标特征区域的选择受经验和选择方法影响较大.针对此问题,依据目标与背景信号的差异性与图像熵的关系,提出一种不依赖目标特征区域选择的杂波抑制效果评价方法.引入探地雷达合成孔径效果评价的图像熵方法,结合杂波抑制原理,探讨了杂波抑制前后目标特征变...     

高频地波海态探测雷达天线技术

详细介绍和总结了40多年来国内外高频地波雷达天线的发展状况,系统分析了高频地波雷达天线设计应考虑的若干实际和关键性问题,指出了高频地波雷达天线的发展趋势,基于某高频地波雷达系统设计要求,提出并设计了一种新的高频地波雷达天线方案.     

DDS技术在数字化高频地波雷达频率合成器中的应用

介绍了如何使用DDS技术完成数字化高频地波雷达频率合成器的设计。通过对该频率合成器指标的测试,验证了使用DDS技术设计频率合成器的正确性。     

平衡馈电超宽带探地雷达系统的研究与实现

提出了一种新型平衡馈电超宽带探地雷达系统的设计方法,并研制了实际的电路系统。该雷达系统关键技术包括发射机平衡脉冲的实现,取样脉冲产生方法以及取样门的设计。发射机电路产生脉冲宽度为500 ps,峰值电压幅度为8 V的平衡脉冲信号。接收机采样带宽高达4.3 GHz,为平衡取样门结构,对宽带信号进行采样和保持。对雷达系统进行穿透探测实验,实验结果表明:雷达系统能成功接收携有目标信息的雷达回波信号,并能检测到混凝土实体后面的金属物。该雷达系统适合浅层高分辨率目标检测的应用。     

基于时频二维图像的高频雷达低速目标检测

海面低速目标的非均匀运动和射频瞬态干扰引起的多普勒谱展宽影响高频地波雷达检测目标的准确性.利用时频分析方法将相干积累时间内由于目标非均匀运动和射频干扰引起的信号能量变化显示于时间-频率二维图像上,并根据目标信号对应时频图像上非线性曲线的特点提出一种基于二值形态学的方法用于区分目标和干扰信号.现场数据的分析结果证明该方法可以从展宽的多普勒谱中准确地检测出目标.     

LFMCW雷达测距中的自适应频率校正

信号的频率落在两个量化频点之间时会产生估计误差,所以需要校正快速傅里叶变换(FFT)后估计的频率.结合Rife算法和抛物线插值法的特点,提出了一种自适应频率校正算法.该算法依据不同的频率自适应地选择不同的频率校正算法,克服了Rife算法在信号的频率落在FFT量化频点周围的情况下容易产生插值方向错误的缺点,同时避免了抛物线插值法在信号频率落在相邻两个量化频点的中心附近时估计均方误差会急剧增加的缺点.仿真结果验证了所提算法的有效性.此外,相比于单一的Rife算法和抛物线插值法,所提算法在频率估计精度以及抗噪声能力方面都有显著提升.     

影响舰载频扫三坐标雷达精度的几种常见因素

详细介绍了频扫体制雷达中平台的水平度、本振跳频时间、方位元件安装等几种常见因素对三坐标雷达方位、仰角精度的影响。     

一种雷达频率源的简易设计方法

针对传统多功能雷达频率源方案复杂、体积大、成本高的缺点,提出了一种雷达频率源的简易设计方法。该方法基于高频主振分频的频率合成方案,并通过信号频率的组合设计进一步简化了电路形式,成功实现了某型雷达所需的线性调频激励源、捷变频本振源、多普勒模拟源、采样时钟等多路信号的输出,X频段信号相位噪声达-106 dBc/Hz@1 kHz和-114 dBc/Hz@10 kHz,跳频时间小于2#s,性能指标与采用直接频率合成实现的雷达频率源相当。     

Hawaii地区钠激光雷达与流星雷达和中频雷达同时观测的水平风场的对比分析

钠激光雷达、流星雷达和中频雷达是测量中间层顶水平风场的三个重要手段。Hawaii地区在2002～2005年间同时存在这三种仪器,进行了多次对中间层大气水平风场的同时观测。通过对2002年7月9日晚和2003年10月23日晚这三种设备连续8 h同时探测的风场数据进行对比分析,发现钠激光雷达与流星雷达观测的径向风和纬向风结果比较吻合,并且都远大于（约两倍）中频雷达观测的结果。风场的夜平均垂直廓线表明,在速度较小并且风速变化比较平稳时,中频雷达能够表现出与钠激光雷达和流星雷达相对较好的一致性;反之,差异较大。     

基于跳频技术的FMCW雷达超宽带调频抗干扰方法

调频连续波雷达调频信号的非线性极易导致差频信号的频谱混叠,传统的研究都集中在调频信号非线性的克服或补偿上,但也只能提高较窄带宽范围内的线性,并不能提高雷达的抗干扰性能.基于跳频技术对调频信号进行频率调制,使雷达以跳频方式工作在超大带宽,克服了差频信号频谱混叠造成的影响.理论分析和仿真结果表明,该方法不仅保障了雷达测距测速的有效性,而且极大地提高了雷达的抗干扰性能.