前視探地雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、前視探地雷達(dá)是一種利用地下介質(zhì)的不連續(xù)性來探測地下目標(biāo)的有效工具。它是在下視探地雷達(dá)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的探地雷達(dá)。在前視探地雷達(dá)中，天線被放置在運(yùn)動裝置的前方，以一定的入射角照射被探測區(qū)域。 與下視探地雷達(dá)相比，前視探地雷達(dá)具有地表回波較弱、效率更高、遠(yuǎn)離危險地及可以對目標(biāo)進(jìn)行多視處理等優(yōu)點。因此，對前視探地雷達(dá)的研究已成為當(dāng)今探地雷達(dá)研究領(lǐng)域中的熱點。 當(dāng)前，對前視探地雷達(dá)的研究主要有系統(tǒng)硬件設(shè)計和信號處理技術(shù)

2、，論文重點研究前視探地雷達(dá)的信號處理技術(shù)。前視探地雷達(dá)信號處理的難點主要表現(xiàn)在：前視探地雷達(dá)目標(biāo)的雷達(dá)有效散射面積小于下視探地雷達(dá)目標(biāo)的雷達(dá)有效散射面積，這使得前視探地雷達(dá)對目標(biāo)的探測更加困難；前視探地雷達(dá)斜入射的電磁波在地表面的散射難以預(yù)測，目標(biāo)回波易被地表雜波所淹沒，這使得前視探地雷達(dá)很難得到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)圖像；前視探地雷達(dá)斜入射的電磁波在空氣和地分界面發(fā)生折射，同時由于地下介質(zhì)的復(fù)雜性，如何精確地進(jìn)行折射校正處理也是前視探地雷達(dá)研究

3、的一個難題。論文主要研究了前視探地雷達(dá)的雜波抑制、合成孔徑成像及波速估計等方面，針對這幾個研究對象，論文的主要工作及創(chuàng)新點如下： 1．針對來自于成像區(qū)域之外的點散射源產(chǎn)生的雜波，提出了一種非線性擬合的雜波抑制方法。該方法通過頂點變化的拋物線Radon變換，提取雜波參數(shù)，利用非線性擬合技術(shù)重構(gòu)雜波，實現(xiàn)雜波抑制。并分別對雜波抑制前后的信噪比及接收機(jī)的工作特性(ReceiverOperatingCharacteristic，ROC)

4、曲線進(jìn)行了比較。從比較結(jié)果可以看出，采用該方法抑制這類雜波的效果較明顯，通過雜波抑制可以獲得更好的圖像質(zhì)量。 2．提出了兩種前視探地雷達(dá)合成孔徑成像方法，即：微波全息成像法和非平穩(wěn)濾波法。微波全息成像法是通過計算電磁波的等效傳播速度，將電磁波在兩層介質(zhì)中的傳播等效處理為在單層介質(zhì)中的傳播，再利用微波全息成像法實現(xiàn)合成孔徑成像。而非平穩(wěn)濾波法則是將非平穩(wěn)濾波理論應(yīng)用于前視探地雷達(dá)合成孔徑成像處理，通過構(gòu)建非平穩(wěn)濾波變換函數(shù)，對雷達(dá)

5、接收數(shù)據(jù)的頻譜進(jìn)行頻率域非平穩(wěn)卷積濾波運(yùn)算，實現(xiàn)重建目標(biāo)頻譜。最后，將非平穩(wěn)濾波理論應(yīng)用于前視探地雷達(dá)三維成像處理，利用估計的目標(biāo)入射角，對目標(biāo)圖像進(jìn)行折射校正處理，該方法的創(chuàng)新點是提出一種折射校正方法，使成像中的折射校正計算量顯著降低。同時，利用估計的目標(biāo)入射角實現(xiàn)前視探地雷達(dá)的多視處理，通過多視處理提高信噪比及目標(biāo)的檢測能力。 3．分析了在前視探地雷達(dá)中波速估計不精確對目標(biāo)定位的影響，提出了一種前視探地雷達(dá)波速估計方法。該方