表層穿透雷達精細(xì)成像技術(shù)研究.pdf

1、表層穿透雷達以其穿透介質(zhì)實施觀測的優(yōu)良性能，正日益為人們所重視，在安檢防暴、掃雷探測、無損評估（Nondestructive Evaluation，NDE）等諸多軍事和民用場合得到了廣泛應(yīng)用。表層穿透雷達成像技術(shù)作為直觀呈現(xiàn)探測結(jié)果、降低數(shù)據(jù)解譯難度的重要手段，發(fā)展卻相對滯后，離實用化的要求還有一定差距。本文提出了表層穿透雷達精細(xì)成像的概念，核心是高分辨成像、改善適應(yīng)性以及增強穩(wěn)健性，以期提高表層穿透雷達的成像性能，推動其實用化發(fā)展。<

2、br>　　本文研究表層穿透雷達精細(xì)成像技術(shù)，主要包括：表層穿透雷達成像基本原理、快速自聚焦方法和高分辨成像方法。
　　首先，介紹表層穿透雷達成像機理。表層穿透雷達成像屬于近場成像問題，因此基于平面波近似的成像算法并不適用，必須在充分考慮散射場的波動性的基礎(chǔ)上研究成像算法。第二章利用波動方程，對波恩近似下的散射場表示形式進行分析，研究近場條件下的三維距離偏移算法和全息成像算法，并對算法性能和空間采樣準(zhǔn)則進行討論。
　　其次，研

3、究表層穿透雷達快速自聚焦成像方法。在工程應(yīng)用中，成像場景的參數(shù)常常難以準(zhǔn)確獲取，成像結(jié)果容易受參數(shù)誤差影響而發(fā)生模糊、分辨率下降等問題。為增強成像算法對環(huán)境條件的適應(yīng)性，減輕對人工干預(yù)的依賴，第三章研究了自動調(diào)整和修正成像參數(shù)以實現(xiàn)準(zhǔn)確聚焦成像的方法。本文首先介紹基于幅度和的自聚焦算法，通過合理地選擇聚焦度量來減少運算量，在最優(yōu)化聚焦度量過程中搜索最優(yōu)成像參數(shù)。然后，從信號的卷積退化模型來重新認(rèn)識散焦問題，提出一種基于反卷積去除參數(shù)誤差

4、的影響來實現(xiàn)自聚焦的算法。
　　最后，研究表層穿透雷達高分辨率成像技術(shù)。表層穿透雷達方位向分辨率通常受到合成孔徑范圍、工作頻率等的制約，可以通過拓寬頻譜支撐區(qū)的方法來提高成像分辨率。第四章研究了兩種拓展頻譜支撐區(qū)來提高成像分辨率的方法。一種是基于自回歸模型的譜外推方法，利用線性預(yù)測模型來計算支撐區(qū)外的頻譜成分，從而獲取額外的帶寬。另一種是反卷積校頻譜均衡的高分辨成像方法，通過消除天線方向圖對高頻分量的抑制作用，均衡高低頻成分，達到