穿墙探测成像研究

论文摘要

超宽带穿墙雷达因反恐、灾后救援等方面的迫切需要而成为近年来的研究重点。穿墙探测定位成像能够实现外部非入侵探测，满足人们对建筑物或其它障碍物内目标位置确定的需要。它是一种携带方便、能够快速准确提供目标位置信息的系统。本文首先将实际穿墙探测雷达工作情况抽象为穿墙模型，分析雷达发射信号的选择和墙体对电磁波传播的影响，并讨论去除墙体影响的办法折射路径求解以及直达波去除；对于系统热噪声以及自然界中的高斯白噪声去除方法进行了介绍；然后给出两种穿墙成像方法：三边定位法和合成孔径成像法，建立FDTD模型后，分别给出成像仿真，从运算量、算法复杂度以及存储空间要求进行比较；最后对穿墙成像的发展进行展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要内容和结构安排
• 第二章 穿墙探测成像基本原理
• 2.1 穿墙探测雷达模型
• 2.2 超宽带雷达信号分析
• 2.2.1 超宽带信号的仿真与分析
• 2.2.2 信号数据收集
• 2.3 墙体对电磁波的影响
• 2.4 信号穿透介质墙的数学模型
• 2.4.1 折射路径求解
• 2.4.2 求解折射路径的逼近算法
• 2.5 直达波去除方法
• 2.6 噪声去除方法
• 2.7 FDTD 模型
• 2.8 本章小结
• 第三章 穿墙定位方法
• 3.1 基于三边测量定位的穿墙定位方法
• 3.1.1 定位原理
• 3.1.2 目标位置的真实性
• 3.2 合成孔径雷达成像算法
• 3.2.1 聚集现象
• 3.2.2 伪影与反投影
• 3.3 两种方法的比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 穿墙成像算法仿真实现
• 4.1 基于三边测量的目标定位
• 4.1.1 单一目标的目标定位
• 4.1.2 存在多个目标时的目标定位
• 4.2 基于合成孔径的穿墙定位方法
• 4.2.1 单目标时的目标定位
• 4.2.2 多目标时的目标定位
• 4.3 两种算法整合
• 4.3.1 单一目标定位
• 4.3.2 多目标定位
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间的研究成果