太赫茲目標RCS測量和成像研究.pdf

1、太赫茲波具有比微波更高的成像分辨率和比紅外可見光更強的穿透力，太赫茲雷達在軍事、醫(yī)學、安檢等方面有著廣闊的發(fā)展前景。目標的RCS特性和成像是太赫茲雷達軍民應用的技術基礎，但由于太赫茲波波長短、相位敏感以及產(chǎn)生和探測技術尚未成熟，太赫茲頻段目標RCS計算、測量、成像均面臨諸多迫切需要研究的問題，本文即對此開展探索性研究，主要以合成孔徑雷達偵察探測和高幀率SAR成像為應用背景。
　　針對太赫茲頻段目標RCS的計算、測量問題，著重研究了

2、利用電磁計算軟件和太赫茲實驗系統(tǒng)對目標RCS進行仿真計算和測量分析。首先在0.3THz、1THz、2THz三個頻點利用電磁計算軟件FEKO和 CST對理想球體、平板、圓柱體等目標的RCS進行仿真計算，并比較兩套軟件在太赫茲頻段對不同類型目標的RCS仿真性能。接著利用時域光譜系統(tǒng)對光滑圓柱體和粗糙圓柱體的RCS進行了測量比較，實驗結果驗證了時域光譜系統(tǒng)測量太赫茲目標RCS的可行性，同時表明，太赫茲頻率越高粗糙表面對RCS的影響愈發(fā)顯著，且

3、傳統(tǒng)的粗糙面定義（粗糙度大于八分之一波長為粗糙面）在太赫茲頻段不再適用。最后利用微波倍頻源太赫茲雷達系統(tǒng)對多種標準體目標和車輛模型的RCS進行了測量分析。
　　針對太赫茲實驗系統(tǒng)中相位誤差造成的距離像散焦問題，提出了兩種誤差校正方法。本文針對的相位誤差主要包括兩類：隨機相位誤差和信號調頻非線性引起的相位誤差，兩種校正方法不同。首先提出了基于貝葉斯壓縮感知的隨機誤差校正方法，建立包含相位誤差的稀疏恢復模型，采用最大似然估計方法估計相

4、位誤差，通過相位誤差估計和目標散射系數(shù)重構的循環(huán)迭代實現(xiàn)相位誤差的補償。其次借鑒傳統(tǒng)SAR方位向聚焦的方法，提出了基于相位梯度自聚焦的非線性誤差校正方法，該方法能適應信號非線性度的變化，解決FMCW多周期數(shù)據(jù)中的相位不連續(xù)問題，對微波倍頻源太赫茲實驗系統(tǒng)存在的非線性誤差校正效果良好。
　　針對太赫茲調頻連續(xù)波SAR成像系統(tǒng)的仿真實現(xiàn)，首先設計了系統(tǒng)的關鍵仿真參數(shù)，其次建立了適用于太赫茲調頻連續(xù)波 SAR成像的回波模型，分析“走-停