【摘要】：隨著橋梁和建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,微形變監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)橋梁和大型建筑物的健康普查和災(zāi)害預(yù)防具有重要意義。與傳統(tǒng)微形變監(jiān)測(cè)方法相比,微波干涉測(cè)量法具有高精度,非接觸式遠(yuǎn)距離測(cè)量和實(shí)時(shí)測(cè)量等無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。本文主要基于步進(jìn)頻率連續(xù)波、干涉測(cè)量技術(shù)以及合成孔徑雷達(dá)的基本理論,分別對(duì)一維目標(biāo)微形變檢測(cè)系統(tǒng)和二維目標(biāo)微形變檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證,測(cè)量精度可達(dá)亞毫米級(jí)。本文首先介紹了基于步進(jìn)頻率連續(xù)波的微波干涉測(cè)量法的基本理論,為微形變檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。提出了兩種去除采樣冗余的算法解決一維距離像過(guò)程中存在的采樣冗余問(wèn)題,其中一種是末點(diǎn)法,另一種是全點(diǎn)法。微波干涉測(cè)量法通過(guò)比較不同時(shí)刻相同目標(biāo)回波信號(hào)的相位差來(lái)獲取目標(biāo)的微形變,本文分析了干涉測(cè)量過(guò)程中存在的倒π問(wèn)題并詳細(xì)介紹了兩種解決方法——共軛相乘法和坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)法。然后,利用微波干涉測(cè)量法設(shè)計(jì)了一維點(diǎn)目標(biāo)微形變檢測(cè)系統(tǒng)。一維點(diǎn)目標(biāo)微形變檢測(cè)過(guò)程分為一維點(diǎn)目標(biāo)距離測(cè)量過(guò)程和一維點(diǎn)目標(biāo)微形變測(cè)量過(guò)程。一維點(diǎn)目標(biāo)距離測(cè)量主要依據(jù)步進(jìn)頻率連續(xù)波的高距離分辨率原理,通過(guò)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行混頻濾波、采樣量化以及傅立葉逆變換等一系列數(shù)字信號(hào)處理來(lái)獲得高分辨率一維距離像進(jìn)而確定目標(biāo)位置。一維點(diǎn)目標(biāo)微形變測(cè)量是對(duì)一維距離像上的目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行多次測(cè)量,比較不同時(shí)刻的回波相位,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的微形變實(shí)時(shí)測(cè)量。最后,利用Matlab對(duì)一維目標(biāo)微形變測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。最后,在一維點(diǎn)目標(biāo)微形變測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)二維點(diǎn)目標(biāo)微形變測(cè)量系統(tǒng)。二維目標(biāo)微形變測(cè)量系統(tǒng)與一維目標(biāo)微形變測(cè)量系統(tǒng)的主要區(qū)別在于:利用合成孔徑雷達(dá)技術(shù)完成了對(duì)方位向目標(biāo)的測(cè)量。二維點(diǎn)目標(biāo)微形變測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量過(guò)程可分為二維點(diǎn)目標(biāo)成像過(guò)程和二維點(diǎn)目標(biāo)微形變測(cè)量過(guò)程。二維微形變測(cè)量系統(tǒng)利用后向投影算法對(duì)二維目標(biāo)進(jìn)行成像,利用成像確定位置后再采用干涉測(cè)量進(jìn)行微形變檢測(cè)。最后同樣利用Matlab對(duì)二維點(diǎn)目標(biāo)微形變檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。
【圖文】：

功率及角分辨率。S 波段外部噪聲也不高，而且不需要大尺 波段介于 S 和 X 波段之間，能夠很好地實(shí)現(xiàn)精密追蹤、空段能夠在空間應(yīng)用方面發(fā)揮重要作用主要得益于它不要笨就能夠滿足它的需求。K 波段由于吸收性強(qiáng)，能夠測(cè)量的范系統(tǒng)。以水蒸氣的吸收諧振頻率為界，將 K 波段分為 Ku 波于水蒸氣的吸收諧振頻率的是 Ku 波段，頻率高于水蒸氣的通常檢測(cè)雷達(dá)多用 Ku 波段，因?yàn)轭l率較高時(shí)，雨點(diǎn)雜波

第 2 章 微形變檢測(cè)的技術(shù)原理2.3 步進(jìn)頻率連續(xù)波2.3.1 步進(jìn)頻率信號(hào)基本理論步進(jìn)頻率信號(hào)是一系列窄帶脈沖組成的合成寬帶信號(hào)，能夠獲得高分辨率，在降低雷達(dá)體積、重量和成本方面具有顯著作用[26]。步進(jìn)頻率信號(hào)是頻率步進(jìn)的頻域信號(hào)，可以通過(guò)頻域信號(hào)處理方法對(duì)其進(jìn)行處理和分析。步進(jìn)頻率信號(hào)的實(shí)質(zhì)是線性調(diào)頻信號(hào)的離散化形式，是以一定步長(zhǎng)連續(xù)變化的 N 個(gè)正弦（或余弦）信號(hào)序列，主要分為脈沖和連續(xù)波兩種信號(hào)形式。脈沖信號(hào)是在每個(gè)頻率上發(fā)射一個(gè)窄帶脈沖信號(hào)，，脈沖信號(hào)體制下信號(hào)源的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，但其脈沖本身具有解算距離的能力，能夠求解距離模糊，所以可以測(cè)量更遠(yuǎn)的距離。連續(xù)波信號(hào)是在頻率變化之間信號(hào)持續(xù)發(fā)射，信號(hào)能量大，能夠降低對(duì)發(fā)射機(jī)峰值功率的要求，但不能計(jì)算距離模糊，作用距離相對(duì)近一些[27]。步進(jìn)頻率脈沖信號(hào)和步進(jìn)頻率連續(xù)波的頻率時(shí)間圖和信號(hào)波形圖如圖 2.3 和圖 2.4 所示：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU196.1;U446

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本文編號(hào)：2616046