论文摘要
穿墙成像雷达（Through-Wall Imaging Radar,TWIR）通过发射具有良好穿透性的超宽带电磁波,能够穿透墙壁等障碍物,对隐蔽目标进行探测和成像,在灾后救援、反恐维稳等方面具有广泛的应用前景。结合多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）的超宽带穿墙雷达具有成像效率高的优点。本文在建立MIMO雷达阵列模型和穿墙成像模型的基础上,围绕如何进行穿墙高质量成像分别从空间谱域和参数加权的角度进行了研究。将分析窄带MIMO的协同阵和虚拟阵列的概念推广到超宽带近场条件下,并通过对原始MIMO阵和等价虚拟阵列点扩展函数的对比分析,验证了超宽带近场条件下的MIMO雷达虚拟阵元特性。在此基础上针对穿墙成像设计了一种性能优良的超宽带MIMO阵。对两种典型的MIMO雷达成像算法进行了分析,得到了穿墙成像中的介质穿透成像方法,为后续研究的奠定了基础。超宽带MIMO雷达的积累角一般较大,其成像中存在非正交旁瓣。对MIMO雷达的空间谱域的分布形式及分布规律进行了分析,将基于子孔径的非正交抑制算法成功应用于穿墙MIMO雷达成像中,有效地抑制了非正交旁瓣,提高了穿墙成像质量。MIMO雷达阵元稀疏时产生空间频谱缺失,采用谱外推技术降低由此导致的高旁瓣问题,提出基于子空间的空间谱外推方案,以解决穿墙应用中近场成像导致的目标空间谱的方位依赖性问题,有效地抑制了稀疏阵列成像中的高旁瓣。分析了超宽带MIMO雷达穿墙成像中旁瓣和栅瓣特性,将阵列信号处理中相位相干因子（Phase coherence factor,PCF）加权方法推广应用到步进频信号体制MIMO雷达中,加入频域采样数据从而获得更多相位信息,仿真和实测数据证明了该方法具有良好的旁瓣/栅瓣杂波抑制效果,并且在存在阵列误差时具有很好的稳健性,性能优于相干因子（Coherence factor,CF）加权法。本文研究的方法在某穿墙成像MIMO雷达中获得了成功的应用。
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标签：穿墙雷达论文; 多输入多输出雷达论文; 雷达成像论文; 旁瓣抑制论文;