【摘 要】
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穿墙合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）通过发射较高频率的窄脉冲信号探测墙体后表面目标。本文结合电磁波的波动方程,研究穿墙雷达stolt偏移成像算法。本文的主要研究内容如下:（1）介绍了脉冲体制雷达的基本组成、特点以及影响其距离向分辨率的因素,并建立了产生回波数据的脉冲体制穿墙雷达（Through-the-Wall Radar,TWR）模型。紧接着结合爆炸模型详
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穿墙合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）通过发射较高频率的窄脉冲信号探测墙体后表面目标。本文结合电磁波的波动方程,研究穿墙雷达stolt偏移成像算法。本文的主要研究内容如下:（1）介绍了脉冲体制雷达的基本组成、特点以及影响其距离向分辨率的因素,并建立了产生回波数据的脉冲体制穿墙雷达（Through-the-Wall Radar,TWR）模型。紧接着结合爆炸模型详细地对传统stolt偏移算法进行公式推导,并给出因传输介质的不同而产生的传播因子的具体计算公式。最终利用回波数据实现传统stolt偏移成像算法。（2）针对探测场景具有稀疏性,提出了基于压缩感知的stolt（Compressive Sensing based stolt,CS-stolt）偏移成像算法。该方法利用CS理论的数学模型,实现在回波数据与成像数据之间建立矩阵向量模型。因为探测场景的稀疏性,所以可采用较少的数据量完成对目标的重构。仿真结果显示,与传统的stolt算法相比,CS-stolt只使用60%的数据就可以有效地完成图像重构并且重构结果具有更高的目标杂波比。（3）针对基于矩阵向量模型的CS-stolt偏移算法计算时间较长的现象,提出基于近似观测的CS-stolt偏移成像算法。该算法通过构造stolt偏移成像算法的成像算子和近似观测算子实现可直接使用二维回波数据矩阵进行计算。最后采用非线性共轭梯度算法实现目标稀疏成像重建。仿真实验结果表明基于近似观测的CS-stolt成像算法仅使用40%的数据量就可以较好地完成图像重构。与基于矩阵向量模型的CS-stolt偏移成像算法相比,计算时间平均减少100倍。
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