非均勻墻體下超寬帶穿墻雷達成像方法.pdf

1、超寬帶穿墻雷達是一種能夠探測到隱藏活動目標的新型雷達，在軍事、反恐以及救災等領(lǐng)域都具有難以估量的應用前景。它的這些應用也引導著超寬帶穿墻雷達的不斷發(fā)展。隨著穿墻雷達成像技術(shù)的發(fā)展，墻體對成像的影響也逐漸成為國內(nèi)外學者研究的熱點。然而，現(xiàn)有研究大多數(shù)是將均勻墻視為背景環(huán)境的，當成像背景環(huán)境為非均勻墻體時，電磁波在穿過這種復雜墻體的過程中，會和墻體內(nèi)部的非均勻介質(zhì)發(fā)生相互作用，導致回波中出現(xiàn)Floquet多徑虛假像和雜波噪聲等，從而使墻后目

2、標難以識別，此時利用傳統(tǒng)的成像算法很難實現(xiàn)對墻后目標的高分辨率成像。圍繞超寬帶穿墻雷達成像中墻體對目標成像的影響，本文從以下三個方面進行研究：
　　1.根據(jù)電磁波穿過非均勻墻體后復雜多變的特點，針對兩種不同的墻體分別進行分析。首先分析周期結(jié)構(gòu)墻體下的電磁傳播特性，電磁波穿過這種周期結(jié)構(gòu)墻體發(fā)生的Floquet現(xiàn)象會導致墻體補償不準確以及多徑虛假像的出現(xiàn)，通過建立三層等效均勻介質(zhì)模型解決墻體補償問題，通過子孔徑雙層融合解決Floqu

3、et多徑問題；然后針對非周期結(jié)構(gòu)墻體，根據(jù)電磁波穿過非周期結(jié)構(gòu)墻體后波形雜亂無規(guī)律的特點，建立自聚焦傳播模型。最后通過仿真和實驗結(jié)果表明，非均勻墻后目標的成像結(jié)果中雜波和虛假像嚴重且目標旁瓣大，這對墻后目標識別造成很大干擾。
　　2.針對非均勻墻體引起的隨機雜波以及在優(yōu)化過程中由于人工設(shè)置參數(shù)而導致結(jié)果不準確的問題，提出一種基于交替迭代的TV約束下自適應稀疏成像方法。該方法基于貝葉斯準則，采用“Integrate-out”方法充分

4、利用目標的先驗信息實現(xiàn)目標函數(shù)的無參數(shù)化，利用TV算子在去除雜波虛假像的同時保留擴展目標的邊緣輪廓信息，最后利用交替循環(huán)迭代法對待求解參數(shù)進行交替循環(huán)優(yōu)化，直至收斂。仿真和實驗結(jié)果證明，該方法不僅可以對擴展目標進行高分辨率成像，還可以有效消除非均勻墻體帶來的雜波。
　　3.TV約束下的稀疏成像方法在迭代過程中由于矩陣求逆會導致運算量較大，以及目標函數(shù)非凸會導致結(jié)果不唯一，同時TV算子雖然能夠有效去除非周期結(jié)構(gòu)墻體帶來的隨機雜波，但