導(dǎo)體目標(biāo)的超寬帶微波成像研究.pdf

1、西南交通大學(xué)博士學(xué)位論文導(dǎo)體目標(biāo)的超寬帶微波成像研究姓名：衛(wèi)濤申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：電磁場(chǎng)與微波技術(shù)指導(dǎo)教師：廖成20080701第1I頁(yè)西南交通大學(xué)博士研究生學(xué)位論文域超寬帶脈沖單站成像的數(shù)學(xué)模型及計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)流程，并且盡可能地減少了不同模塊間的關(guān)聯(lián)及耦合，以便于進(jìn)一步優(yōu)化。第3章詳細(xì)分析了優(yōu)化算法，討論了傳統(tǒng)優(yōu)化算法的優(yōu)缺點(diǎn)及隨機(jī)優(yōu)化方法。對(duì)隨機(jī)優(yōu)化算法，從總體上分析了算法的類型與性能的關(guān)系，并對(duì)性能測(cè)試，給出了明確的標(biāo)準(zhǔn)。在解空間

2、邊界越界時(shí)，給出不同優(yōu)化階段的處理方案。最后測(cè)試不同的算法，并按照測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，給出詳細(xì)結(jié)果。由于優(yōu)化算法與待求解問(wèn)題之間無(wú)耦合關(guān)系，其結(jié)論可以直接引入到成像中。第4章論述目標(biāo)尺寸的估計(jì)，討論在二維和三維情況下，目標(biāo)形狀函數(shù)的確定。由于目標(biāo)尺寸參數(shù)的范圍設(shè)置與尺寸估計(jì)及形狀函數(shù)相關(guān)，在分析了確定的形狀函數(shù)情況下，參數(shù)的范圍可由估計(jì)值定量確定。第5章描述時(shí)域成像的實(shí)施中最重要的環(huán)節(jié)，即時(shí)域算法中計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格數(shù)量和網(wǎng)格尺寸的確定以及優(yōu)化算法的在

3、成像問(wèn)題上的改進(jìn)。在以第4章內(nèi)容為基礎(chǔ)，給出極限情況下計(jì)算區(qū)域的大小。網(wǎng)格尺寸按照估計(jì)尺寸與成像的精度比例關(guān)系，可自動(dòng)確定。由此，確定了數(shù)值計(jì)算的整個(gè)空間。在成像計(jì)算中成像精度可按照需求進(jìn)行調(diào)整，入射時(shí)間序列按照實(shí)際探測(cè)信號(hào)的帶寬和成像精度自動(dòng)重新生成，成像計(jì)算量也同時(shí)確定。在無(wú)任何目標(biāo)尺寸先驗(yàn)知識(shí)情況下，可以自動(dòng)進(jìn)行成像設(shè)置并在成像時(shí)間和精度之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于形狀函數(shù)的系數(shù)對(duì)應(yīng)著時(shí)域算法中的目標(biāo)輪廓，中間涉及到數(shù)值的離散化，通常優(yōu)化算

4、法實(shí)數(shù)編碼的高精度在此并無(wú)意義。并且在工程設(shè)計(jì)中，不穩(wěn)定解是需要過(guò)濾掉的。因此，設(shè)定精度的整數(shù)編碼優(yōu)化算法，可以有效地解決這些問(wèn)題。在不降低成像質(zhì)量的前提下，可以提高搜索效率。另外，對(duì)時(shí)域算法，遠(yuǎn)場(chǎng)計(jì)算需要通過(guò)封閉面的二次計(jì)算獲得。本文提出基于信號(hào)抽樣的快速近一遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換，該方法與時(shí)域算法計(jì)算的問(wèn)題、坐標(biāo)系無(wú)關(guān)，是一種通用的快速轉(zhuǎn)換，在多站散射計(jì)算、天線設(shè)計(jì)中的效果明顯。第6章綜述全文，實(shí)現(xiàn)超寬帶脈沖單站微波成像。給出二維和三維的不同精度