改进的UWB TWI成像算法及分辨率研究

为了克服"假像"对超宽带穿墙成像(UWB-TW I)的影响,采用新的雷达布置方式,将雷达沿墙体直线布阵改变为垂直墙体前后布阵,从理论上保证了回波信号的相对顺序不发生变化,与目标点保持唯一对应关系.同时根据改进的成像方法,分析并推导了超宽带穿墙成像的分辨率公式,建立了成像分辨率与时间分辨率对应关系,以及雷达布阵对成像分辨率的影响关系.该研究为超宽带穿墙成像的研究提供了理论依据.     

机载前视SAR三维成像原理及分辨率分析

提出一种新型的采用天线阵模式的机载前视合成孔径雷达(SAR)系统,分析了其三维成像原理。根据前视SAR的成像几何模型和回波信号特点给出了实现前视SAR三维成像的处理流程,详细推导了前视SAR的三维分辨率。模拟了X波段前视SAR点目标回波并进行了三维成像实验。仿真结果表明前视SAR系统能够实现三维成像,验证了本文算法的有效性。     

IR-UWB系统中基于归一化门限的TOA估计

在基于能量检测的脉冲超宽带测距算法中,如何提高测距精度始终是研究热点.提出一种基于门限比较的两步积分到达时间(TOA)估计算法及相应的门限设置算法.考虑到长积分周期门限比较(TC)算法的测距精度低于短周期,在前者基础上重新进行短周期积分检测,构成两步积分TOA估计算法;根据最优归一化门限与能量采样序列最大值均值比(AMMR, advanced maximum energy sample to mean ratio)的函数关系,提出基于AMMR值的门限设置算法(AMMR-TC),实现了最优归一化门限值的设置.由于短积分周期下,AMMR-TC的性能稍弱于基于能量序列最大最小值比的(MMR-TC)算法,提出将AMMR-TC与均值-门限比较(MEAN-TC)相结合的AMMR-MEAN-TC算法.仿真分析结果表明测距精度均有一定提高.     

试论射线成像系统中对比度和分辨率的关系

目的 研究射线成像系统中对比度与分辨率的关系。方法 用线性系统理论分析狭缝图像通过系统调制传递函数后对比度所受到的影响。结果 对单缝和多缝两种情况进行分析，得到了对比度与分辨率的关系。结论 所获得的结果在对疵病尺寸进行定理检测时有重要意义。     

超宽带测距、成像分辨率的Cramer-Rao下界

用参数估计方法进行了超宽带测距、成像分辨率的研究.介绍了DS-UWB的系统结构和特征,提出了应用该系统进行测距、成像.给出了Cramer-Rao不等式和Fisher信息在参数估计理论中的评价算法.推导出了超宽带测距、成像分辨率的Cramer-Rao下界公式.仿真结果表明,减小脉冲宽度、增大相关器接收前端的信噪比可以提高超宽带测距、成像的分辨率,同时,在理论上证明了窄脉冲具有高分辨率的原因.     

试论射线成像系统中对比度和分辨率的关系

目的研究射线成像系统中对比度与分辨率的关系．方法用线性系统理论分析狭缝图像通过系统调制传递函数后对比度所受到的影响．结果对单缝和多缝两种情况进行分析,得到了对比度与分辨率的关系．结论所获得的结果在对疵病尺寸进行定理检测时有重要意义．     

狭缝光栅1维集成成像3D显示器的狭缝孔径宽度对性能参数的影响

狭缝光栅的参数设计是一维集成成像3D显示器结构设计的关键之一。为了分析狭缝孔径宽度对显示器性能参数的影响,首先根据几何光学推导出分辨率的计算公式以及单个狭缝的观看视角与狭缝孔径宽度的关系,然后根据图像元串扰度推导出狭缝光栅的观看视角的计算公式,并研制了一维集成成像3D显示器原型样机,通过实验验证了减小狭缝孔径宽度可以增大显示器的分辨率和观看视角。该结论对设计基于狭缝光栅的一维集成成像3D显示器具有指导意义。     

宽场光学相干断层成像系统横向分辨率的实验研究

宽场光学相干断层成像技术（WFOCT）是一种非侵入式、高分辨率层析成像技术。为了研究WFOCT的关键技术并使WFOCT系统具有较高的横向分辨率,从宽场光学相干断层成像系统的基本原理出发,研究探讨了WFOCT技术中系统的横向分辨率问题,分析了影响该系统横向分辨率的主要因素,对WFOCT系统成像通用的实验方法进行了进一步的研究。通过实验调试和状态分析,给出了获得较为清晰、横向分辨率较高的样品图像的系统成像状态。实验证明,系统的横向分辨率受系统的成像状态和振动因素影响很大。     

非线性超快成像技术的时间分辨率探究

理论研究了基于非线性光学开关效应取样的超快成像技术．推导了基于倍频、光克尔效应及光参量放大等非线性过程取样方式下的开关函数表达式．提出等效曝光时间概念,用于准确描述基于不同非线性光学取样方式超快成像的实际时间分辨能力,对以超快旋转光场为目标物的超快成像过程进行模拟．结果表明,基于倍频的超快成像等效曝光时间与取样激光脉冲宽度相当;基于光克尔效应的超快成像等效曝光时间是取样脉宽的0.7倍,而基于光参量放大的等效曝光时间与取样脉宽和增益大小都有关．增益越高,等效曝光时间越短,超快测量时间分辨越高.当增益为1 000时,等效曝光时间降低至取样脉宽的一半．研究结果为提升现有非线性光开关超快成像技术的时间分辨能力提供一条有效技术途径．     

匀加速旋转目标ISAR成像的横向分辨率

对于机动目标,目标相对于雷达的转动在一定条件下近似为匀加速转动,运动补偿后目标各散射点回波多普勒频移可近似为线性函数．该文研究了此时逆合成孔径雷达（ＩＳＡＲ）成像的方法,讨论了横向分辨率和旋转角度的关系,并证明了在一般情况下和匀速转动时的关系是一样的     

成象系统分辨特性分析

成象过程可视为原图象通过成象系统,并产生与原图象有差异的图象估计的过程。成象系统的结构(可由数学模型表示)决定了图象估计的质量.因此,我们通过分析成象系统结构特征就可以达到分析成象系统分辨能力的目的。本文较细致地定义了成象系统分辨特征指标,并指出了这些指标的分析计算过程。作为实例,我们用本文的分析方法分析了ISAR R—D成象系统的分辨特性。     

Effects of transmitter-related parameter settings on ranging accuracy for IR-UWB systems

For impulse radio ultra-wideband (IR-UWB) ranging systems,effects of the settings of transmitter-related parameters, which include the pulse shape, the bandwidth and the pulse repetition interval (PRI), on ranging accuracy were studied through theoretical analysis and simulations. Both the match-filtering based coherent TOA estimation algorithm and the energy-detection based non-coherent algorithm were used during simulations. Results show that the pulse shape has the least effect on the ranging accuracy. Increasing the pulse bandwidth can improve the ranging performance, but the performance is hardly improved any more when the bandwidth is increased beyond a certain level. PRI should be set long enough to guarantee the accurate ranging, because when PRI is shorter than the maximum excess delay of the channel, the ranging accuracy will be deteriorated by inter-pulse interference.     

星载遥感天线的近场测量研究

讨论了平面波展开及其近远场变换的基本原理,并在近场自测量系统上,对一偏馈照射,且工作于多个频率的低副瓣星载遥感天线进行了测试计算。近场测量结果与理论计算吻合甚好－３５ｄＢ电平以上误差小于１ｄＢ,且天线各种电参数都有相当的精度,这表明平面近场测量不失为一种高精度的实测量新技术。     

IR-UWB穿墙测距误差研究

通过将IR—UWB穿墙测距NLOS误差建模为由空间结构导致的几何距离误差和脉冲信号波形失真导致的峰值偏移误差．依据高频射线理论推导了基于收发节点距离和墙体参数的几何距离误差限．通过对IR—UWB信号穿墙透射机理的建模,研究了频率依赖性导致的波形失真问题及相应的TOA测距误差．仿真结果表明,几何距离误差主要由墙体障碍物参...     

超低旁瓣天线平面近场测量中随机误差对远场方向图的影响

为了增强现代舰用天线系统的抗干扰能力,必须提高天线旁瓣的测量精度.基于此给出了用平面近场技术测量超低旁瓣天线时,旁瓣测量总误差与待测天线参数、近场幅相随机误差的数学模型:在相同的测量条件下,天线旁瓣越低,旁瓣测量误差越大;旁瓣测量总误差随着近场测量幅相误差的增大而增大;近场分布的口径效率与旁瓣电平的误差方差成反比.建立了近场幅相随机误差所引起的误差谱的表达式.对随机误差对远场方向图的影响进行了计算机仿真验证:结果表明,幅相误差主要影响远场方向图的旁瓣;该验证方法首次采用阵元数较少的线阵,仿真效果接近采用多阵元平面阵的情况.     

基于能量检测的脉冲超宽带接收机

在实现一种基于能量检测的脉冲超宽带(IR-UWB)通信系统的基础上对其相应的同步过程进行了深入分析。论证了在一定环境条件下上述系统的最佳传输模式,包括传输速率和数据帧结构,并得出在此模式下系统的有效性和可靠性可达到最优折中。通过实际测量对系统性能进行了测试,验证了最佳传输模式的实用性。结果表明,最佳传输模式的引入可以作为系统设计的重要参考。     

三维柱坐标系下PML的实现及近场-远场转换

在三维柱坐标系下推导了麦克斯韦方程组在完全匹配层(PML)吸收边界条件中的时域有限差分(FDTD)表达式并编程实现；然后用一种简便的线性插值法完成了柱坐标系下的近场一远场转换；最后利用这种方法对圆柱形单极天线的反射电压、近区辐射场和远区辐射场进行了数值计算．结果表明该方法是正确可行的，可用于圆柱型目标结构的电磁特性研究．     

一种极平面近场测量方法

本文从互易定理出发,导出了远场的基本公式。运用雅可比-贝塞尔级数展开对近场测量数据进行了处理,获得了天线的远场方向图,给出了计算步骤和测量过程。最后通过极平面近场测量数据,推算了喇叭天线和1.5m抛物面天线的远场方向图,与实测远场进行了比较,吻合良好。     

脉冲天线近场测量技术

给出了发射信号的脉冲参数,根据时域平面波理论得到了相应的远场特性计算公式,并结合实际要求给出了脉冲天线近场测量系统的配置方案．最后根据实测数据分析了脉冲天线近场测量中要注意的一些问题．     

基于亚波长空间分辨平面太赫兹谐振器的二维频率分辨成像

利用基于扫描遂道显微成像技术的无孔（散射）近场太赫兹时域显微镜,对由非对称开口谐振环（SRR）构成的频率选择表面（FSS）的单元进行了研究。利用高速非同步光学采样法,在宽频率范围（0.3…1THz）内获得了l/60-l/200的高频独立分辨率的图像显示。该图像给出了谐振环的弧状结构,另外,还显示了谐振环的弧末端周围的信号增强。结果显示,从两个不同弧发出的相对近场信号强度的特性与SRRs本征共振频率是相关联的。