基于FDTD的IR-UWB共焦成像研究.pdf

1、IR-UWB(Impulsed Radio-Ultra WideBand,IR-UWB)成像是指以納秒級窄脈沖信號作為載體,對未知目標進行探測和圖形重構的技術。作為成像的探測信號, IR-UWB信號具有穿透能力強、分辨率高、電磁輻射能量低、目標識別能力強、信息攜載量大、多徑分辨能力強等特點,在穿墻探測、醫(yī)療成像等領域具有獨特的優(yōu)勢。成像算法的研究是IR-UWB成像系統(tǒng)理論研究的關鍵,不同的成像算法使系統(tǒng)具有不同的性能。實際應用中,人們不

2、斷改進現(xiàn)有的IR-UWB成像算法,滿足成像系統(tǒng)的不同性能要求。
　　本文針對傳統(tǒng)頻域成像算法計算量大、算法復雜度高、性能指標不明確等缺陷,以共焦成像(Confocal Imaging)為切入點,基于時域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)法,充分利用IR-UWB信號在時域分辨率上的天然優(yōu)勢,對其在探測成像方面的應用潛力進行探索和挖掘,搭建了IR-UWB共焦成像的基本系統(tǒng)框架,改進了共焦成

3、像算法,滿足實際應用中的不同性能要求。首先分析了時域有限差分法的基本原理及成像作用。以IR-UWB信號與特定介質目標的相互作用為應用背景,模擬了二維空間中IR-UWB信號的傳播特性,并以此作為共焦成像算法的信號激勵產生辦法。然后,進行了基于實孔徑天線陣的IR-UWB點目標成像研究。從目標的散射中心模型出發(fā),對IR-UWB成像系統(tǒng)的探測方式和成像算法進行了深入的研究。以理想點目標為探測對象,以IR-UWB信號、實孔徑天線陣列為探測方式,以