超宽带雷达成像技术研究

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随着超宽带雷达成像技术的迅猛发展,该技术在生活中各方面均实现了广泛的应用。该技术的本质是在超宽带雷达信号宽频带、高分辨率的特性上,对目标的回波进行相位幅度上的提取分析,实现对目标的定位与成像。超宽带雷达可对固定障碍物后的目标进行定位和成像,在内科诊断、生命信号检测、穿透成像、光缆检测等方面有着巨大的潜力。本文在NVA6100脉冲雷达系统的基础上,对超宽带雷达成像技术进行相关研究。主要工作概况如下:1.首先对超宽带技术、雷达成像技术进行理论学习,分析超宽带雷达信号距离向、方位向的分辨率问题,了解常用的雷达定位、成像算法原理。其次熟悉了解本文研究中使用的NVA6100脉冲雷达系统,分析该系统中使用的一阶高斯脉冲信号特性及如何从该雷达探测的回波信号中提取有用的信号。2.着重分析基于TOA估计的雷达定位原理,并在NVA6100脉冲雷达特性的基础上,对该定位技术进行微小修正,提高脉冲雷达的定位精度,研究与实现自由空间下的单目标、双目标定位以及穿墙单目标定位。3.研究NVA6100脉冲雷达在成像上的算法,针对雷达探测的回波信号特性,分析了后向投影算法、SEABED算法以及包络线算法,实现在自由空间和墙体存在环境中的物体成像。后向投影算法对成像区域的切割、延时、求和,将成像区域各点的散射值对应到回波信号中,而墙体存在的情况下,分析了三种不同条件下的成像,并验证该系统在穿墙探测上的特性;SEABED算法根据雷达探测的准波前数据集合,利用多项式的曲线拟合方法,较好的实现物体边界成像,且验证了NVA6100脉冲雷达的收发同置特性,而针对墙体存在的情况,分析了就要基于收发分置与收发同置系统下的包络线算法。4.利用合成孔径的思想,将收发同置的NVA6100脉冲雷达通过多点探测,来达到二维阵列探测效果,分析逆边界散射变换算法,并在自由空间和墙体存在的这两种环境下,粗略的实现目标边界的三维成像,并分析曲面拟合方法对逆边界散射算法三维成像的误差影响。
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