毫米波精確探測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)及處理.pdf

1、毫米波精確探測(cè)分為主動(dòng)精確探測(cè)和被動(dòng)精確探測(cè)。在本文中，主動(dòng)精確探測(cè)指距離高分辨雷達(dá)，被動(dòng)精確探測(cè)指被動(dòng)高分辨成像。主動(dòng)精確探測(cè)方式探測(cè)距離較遠(yuǎn)，可以獲得目標(biāo)的速度、角度、距離等精確信息。信號(hào)處理是精確探測(cè)系統(tǒng)一個(gè)不可或缺的部分，先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)是提高毫米波探測(cè)系統(tǒng)精確性的一個(gè)主要因素。主動(dòng)精確探測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)與處理的關(guān)鍵技術(shù)有：中頻正交采樣技術(shù)、數(shù)字脈沖壓縮技術(shù)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)、波形設(shè)計(jì)等。被動(dòng)精確探測(cè)不發(fā)射電磁波，因而沒(méi)有電磁

2、污染和目標(biāo)閃爍效應(yīng)，工作比較隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)，對(duì)覆蓋吸波涂層材料的目標(biāo)探測(cè)能力很強(qiáng)。被動(dòng)高分辨成像是被動(dòng)探測(cè)的重要研究方向之一，但是被動(dòng)毫米波成像的一個(gè)缺陷是天線口徑小，圖像分辨率較低，因此用軟件處理的方法提高圖像分辨率是被動(dòng)高分辨成像的一個(gè)重要研究方向。若把兩種毫米波精確探測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成主被動(dòng)復(fù)合探測(cè)系統(tǒng)，可以使主動(dòng)和被動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，探測(cè)目標(biāo)的詳細(xì)信息，并通過(guò)被動(dòng)成像系統(tǒng)得到物體的二維圖像。 結(jié)合科研任務(wù)，本文主要研

3、究主動(dòng)和被動(dòng)精確探測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理技術(shù)，本文的主要研究工作如下： (1)針對(duì)精確探測(cè)系統(tǒng)的研究，其一，關(guān)于主動(dòng)精確探測(cè)系統(tǒng)，研究了一種距離高分辨雷達(dá)一頻率步進(jìn)雷達(dá)系統(tǒng)的工作原理，并對(duì)其系統(tǒng)參數(shù)分析；分析了兩種距離高分辨信號(hào)一線性調(diào)頻信號(hào)和調(diào)頻步進(jìn)信號(hào)的工作原理。其二，關(guān)于被動(dòng)精確探測(cè)系統(tǒng)，研究了目標(biāo)在毫米波段的輻射特性，重點(diǎn)研究了毫米波交流輻射計(jì)的工作原理，完成了交流輻射計(jì)的參數(shù)設(shè)計(jì)：分析了焦平面陣列成像系統(tǒng)參數(shù)。 (2

4、)研究了毫米波頻率步進(jìn)雷達(dá)中頻帶通采樣及數(shù)字正交變換的工作原理，介紹了幾種常用的正交檢波方法及多相濾波理論；設(shè)計(jì)一組分?jǐn)?shù)延遲濾波器，用于多相濾波法的數(shù)字正交變換，并對(duì)其做鏡頻抑制性能分析。對(duì)帶通采樣及多相濾波正交變換進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)并通過(guò)了外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。 (3)頻率步進(jìn)信號(hào)和調(diào)頻步進(jìn)信號(hào)存在嚴(yán)重的距離-速度耦合現(xiàn)象，必須進(jìn)行速度補(bǔ)償。本文分析了速度對(duì)頻率步進(jìn)信號(hào)的影響，通過(guò)波形設(shè)計(jì)，提出頻率步進(jìn)信號(hào)和脈沖多普勒信號(hào)復(fù)合系統(tǒng)，低速時(shí)，只發(fā)

5、射頻率步進(jìn)信號(hào)，用它測(cè)速、測(cè)距；高速時(shí)，用頻率步進(jìn)信號(hào)測(cè)距，脈沖多普勒測(cè)速。實(shí)現(xiàn)了頻率步進(jìn)信號(hào)的距離高分辨。用同樣的方法，對(duì)調(diào)頻步進(jìn)信號(hào)做速度補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻步進(jìn)信號(hào)的距離高分辨。 (4)在當(dāng)前技術(shù)水平下獲得的被動(dòng)毫米波圖像的分辨率還很低，因此圖像超分辨處理是毫米波成像系統(tǒng)中必不可少的一個(gè)組成部分。本文研究了正則化圖像復(fù)原的原理，針對(duì)退化的毫米波輻射圖像退化因素，引入半二次正則化的方法，并給出確定性迭代算法，對(duì)毫米波輻射圖像超分辨

6、率復(fù)原。介紹了幾種常用的圖像客觀評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，并用這些準(zhǔn)則對(duì)本文引入的方法和幾種常用的圖像復(fù)原方法進(jìn)行比較評(píng)判。 (5)介紹了數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的原理及其在圖像處理中的應(yīng)用，提出用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的方法進(jìn)行毫米波輻射圖像邊緣檢測(cè)，并把邊緣信息補(bǔ)償給經(jīng)過(guò)濾波的圖像，從而使圖像邊緣銳化，層次清晰。提出用模-1距離法對(duì)水平掃描成像造成的錯(cuò)位進(jìn)行平動(dòng)補(bǔ)償。 總之，本文的研究?jī)?nèi)容是實(shí)現(xiàn)毫米波精確探測(cè)必須解決的問(wèn)題，為毫米波主被動(dòng)復(fù)合精確探測(cè)系統(tǒng)奠定良好的基