前視探地雷達關鍵技術研究.pdf

1、前視探地雷達是一種利用地下介質的不連續(xù)性來探測地下目標的有效工具。它是在下視探地雷達的基礎上發(fā)展起來的一種新型的探地雷達。在前視探地雷達中，天線被放置在運動裝置的前方，以一定的入射角照射被探測區(qū)域。 與下視探地雷達相比，前視探地雷達具有地表回波較弱、效率更高、遠離危險地及可以對目標進行多視處理等優(yōu)點。因此，對前視探地雷達的研究已成為當今探地雷達研究領域中的熱點。 當前，對前視探地雷達的研究主要有系統(tǒng)硬件設計和信號處理技術

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

3、的一個難題。論文主要研究了前視探地雷達的雜波抑制、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重構雜波，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的工作特性(ReceiverOperatingCharacteristic，ROC)

4、曲線進行了比較。從比較結果可以看出，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量。 2．提出了兩種前視探地雷達合成孔徑成像方法，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中的傳播等效處理為在單層介質中的傳播，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)濾波理論應用于前視探地雷達合成孔徑成像處理，通過構建非平穩(wěn)濾波變換函數(shù)，對雷達

5、接收數(shù)據(jù)的頻譜進行頻率域非平穩(wěn)卷積濾波運算，實現(xiàn)重建目標頻譜。最后，將非平穩(wěn)濾波理論應用于前視探地雷達三維成像處理，利用估計的目標入射角，對目標圖像進行折射校正處理，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，利用估計的目標入射角實現(xiàn)前視探地雷達的多視處理，通過多視處理提高信噪比及目標的檢測能力。 3．分析了在前視探地雷達中波速估計不精確對目標定位的影響，提出了一種前視探地雷達波速估計方法。該方