太赫茲目標(biāo)RCS測(cè)量和成像研究.pdf

1、太赫茲波具有比微波更高的成像分辨率和比紅外可見(jiàn)光更強(qiáng)的穿透力，太赫茲雷達(dá)在軍事、醫(yī)學(xué)、安檢等方面有著廣闊的發(fā)展前景。目標(biāo)的RCS特性和成像是太赫茲雷達(dá)軍民應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)，但由于太赫茲波波長(zhǎng)短、相位敏感以及產(chǎn)生和探測(cè)技術(shù)尚未成熟，太赫茲頻段目標(biāo)RCS計(jì)算、測(cè)量、成像均面臨諸多迫切需要研究的問(wèn)題，本文即對(duì)此開(kāi)展探索性研究，主要以合成孔徑雷達(dá)偵察探測(cè)和高幀率SAR成像為應(yīng)用背景。
　　針對(duì)太赫茲頻段目標(biāo)RCS的計(jì)算、測(cè)量問(wèn)題，著重研究了

2、利用電磁計(jì)算軟件和太赫茲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)RCS進(jìn)行仿真計(jì)算和測(cè)量分析。首先在0.3THz、1THz、2THz三個(gè)頻點(diǎn)利用電磁計(jì)算軟件FEKO和 CST對(duì)理想球體、平板、圓柱體等目標(biāo)的RCS進(jìn)行仿真計(jì)算，并比較兩套軟件在太赫茲頻段對(duì)不同類型目標(biāo)的RCS仿真性能。接著利用時(shí)域光譜系統(tǒng)對(duì)光滑圓柱體和粗糙圓柱體的RCS進(jìn)行了測(cè)量比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了時(shí)域光譜系統(tǒng)測(cè)量太赫茲目標(biāo)RCS的可行性，同時(shí)表明，太赫茲頻率越高粗糙表面對(duì)RCS的影響愈發(fā)顯著，且

3、傳統(tǒng)的粗糙面定義（粗糙度大于八分之一波長(zhǎng)為粗糙面）在太赫茲頻段不再適用。最后利用微波倍頻源太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)多種標(biāo)準(zhǔn)體目標(biāo)和車輛模型的RCS進(jìn)行了測(cè)量分析。
　　針對(duì)太赫茲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中相位誤差造成的距離像散焦問(wèn)題，提出了兩種誤差校正方法。本文針對(duì)的相位誤差主要包括兩類：隨機(jī)相位誤差和信號(hào)調(diào)頻非線性引起的相位誤差，兩種校正方法不同。首先提出了基于貝葉斯壓縮感知的隨機(jī)誤差校正方法，建立包含相位誤差的稀疏恢復(fù)模型，采用最大似然估計(jì)方法估計(jì)相

4、位誤差，通過(guò)相位誤差估計(jì)和目標(biāo)散射系數(shù)重構(gòu)的循環(huán)迭代實(shí)現(xiàn)相位誤差的補(bǔ)償。其次借鑒傳統(tǒng)SAR方位向聚焦的方法，提出了基于相位梯度自聚焦的非線性誤差校正方法，該方法能適應(yīng)信號(hào)非線性度的變化，解決FMCW多周期數(shù)據(jù)中的相位不連續(xù)問(wèn)題，對(duì)微波倍頻源太赫茲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)存在的非線性誤差校正效果良好。
　　針對(duì)太赫茲調(diào)頻連續(xù)波SAR成像系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)，首先設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的關(guān)鍵仿真參數(shù)，其次建立了適用于太赫茲調(diào)頻連續(xù)波 SAR成像的回波模型，分析“走-停