太赫茲雷達(dá)微動(dòng)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)與成像研究.pdf

1、太赫茲波通常指頻率在0.1THz-10THz之間的電磁波，其頻率介于毫米波與紅外光之間，處于宏觀電子學(xué)向微觀光子學(xué)的過渡頻段，在電磁波譜中占有很特殊的位置，具有與其它波段不同的特殊性質(zhì)。近年來，隨著太赫茲源、檢測(cè)和相關(guān)器件的突破，太赫茲雷達(dá)技術(shù)發(fā)展迅速，國內(nèi)外報(bào)道了很多太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)，主要應(yīng)用于高分辨成像研究。但是，太赫茲頻段目前的研究對(duì)象主要是靜止目標(biāo)和轉(zhuǎn)臺(tái)目標(biāo)，對(duì)太赫茲頻段微動(dòng)目標(biāo)的研究還很少。而在太赫茲頻段，微動(dòng)表現(xiàn)出了不同于微波

2、段的一些特性，使得微波領(lǐng)域的一些傳統(tǒng)方法不再適用。本文深入分析了太赫茲頻段微動(dòng)目標(biāo)的回波特性及規(guī)律，研究了太赫茲頻段的微動(dòng)參數(shù)提取算法，探索了太赫茲頻段的微動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和高分辨成像方法。
　　第一章系統(tǒng)介紹了課題的背景及研究意義，歸納分析了微動(dòng)目標(biāo)微多普勒特征提取、微動(dòng)目標(biāo)成像以及太赫茲頻段微動(dòng)研究等方面的主要成果、所采取的技術(shù)途徑以及目前存在的主要問題，介紹了本文的主要研究工作。
　　第二章提出了一種基于時(shí)頻拼接的太赫茲微動(dòng)

3、參數(shù)估計(jì)算法。首先研究分析了微動(dòng)目標(biāo)的雷達(dá)回波模型，得出了微動(dòng)目標(biāo)回波微多普勒受正弦調(diào)制的結(jié)論；然后針對(duì)太赫茲頻段較為顯著的微多普勒混疊現(xiàn)象，提出了一種基于時(shí)頻拼接和逆 Radon變換相結(jié)合的混疊微動(dòng)參數(shù)估計(jì)算法并列出了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)步驟；最后經(jīng)過實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證了算法的有效性，分析了算法的估計(jì)精度和抗噪性能。
　　第三章提出了一種基于模值 Hough變換的太赫茲頻段微動(dòng)參數(shù)估計(jì)算法。首先分析了第二章算法的適用范圍，分析了其在大進(jìn)動(dòng)角時(shí)不

4、能很好適用的根源；然后提出了滑動(dòng)散射中心模型，并分析了進(jìn)動(dòng)錐體散射中心滑動(dòng)規(guī)律；然后根據(jù)這一規(guī)律提出了基于模值 Hough變換進(jìn)行參數(shù)搜索的算法并列出了詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)步驟；最后通過實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證了算法的有效性和優(yōu)良性能。
　　第四章研究了幾種調(diào)頻連續(xù)波體制的微動(dòng)目標(biāo)成像方法。分別分析了太赫茲頻段調(diào)頻連續(xù)波轉(zhuǎn)臺(tái)成像、平動(dòng)補(bǔ)償成像和微動(dòng)角成像等三種傳統(tǒng)方式的理論基礎(chǔ)，并利用仿真實(shí)驗(yàn)和電磁計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，指出了各種算法的優(yōu)劣及其適用范圍。<

5、br>　　第五章提出了基于稀疏貝葉斯的方位俯仰微動(dòng)目標(biāo)成像算法。該算法將壓縮感知理論應(yīng)用于太赫茲頻段微動(dòng)目標(biāo)高分辨成像，取得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。首先詳細(xì)介紹了壓縮感知理論，并深入分析了方位俯仰成像的稀疏表示模型。然后通過實(shí)驗(yàn)仿真和電磁計(jì)算數(shù)據(jù)驗(yàn)證了算法的性能，得到了較好的微動(dòng)目標(biāo)二維像。
　　最后對(duì)本文工作進(jìn)行了整理歸納，總結(jié)了本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)，探討了太赫茲頻段微動(dòng)目標(biāo)研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和需要進(jìn)一步研究的主要問題，明確了今后工