發(fā)布時(shí)間：2017-04-18 20:08

  本文關(guān)鍵詞：THz頻段SAR成像算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,太赫茲(THz)雷達(dá)技術(shù)正在快速發(fā)展階段。THz波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于微波波長(zhǎng),有利于大帶寬信號(hào)的產(chǎn)生、窄天線波束的實(shí)現(xiàn)和成像高分辨的獲得。THz雷達(dá)在某些領(lǐng)域具有特殊的優(yōu)勢(shì),如微小目標(biāo)探測(cè)、高分辨成像等。在THz波段,合成孔徑雷達(dá)的原理同樣適用,而且THz波段有明顯的優(yōu)勢(shì),如在距離向,THz頻段能產(chǎn)生更大時(shí)寬帶寬積的LFM信號(hào),實(shí)現(xiàn)更高分辨力;在方位向,THz波段波長(zhǎng)更短,不需要較長(zhǎng)的合成孔徑長(zhǎng)度即可實(shí)現(xiàn)更高分辨力。SAR成像對(duì)雷達(dá)平臺(tái)的穩(wěn)定性要求很高。然而,在實(shí)際過(guò)程中,由于氣流、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)等因素,SAR成像平臺(tái)存在高頻振動(dòng),在微波波段,其振幅與波長(zhǎng)相比很小,對(duì)相位的影響可以忽略不計(jì);但在THz波段,平臺(tái)高頻振動(dòng)振幅可與波長(zhǎng)相比擬,甚至大于波長(zhǎng),因此,對(duì)相位的影響就必須要加以考慮,基于此問(wèn)題,本文做了大量深入研究。本文的工作主要體現(xiàn)在以下方面:(1)將R-D算法用于THz波段。先進(jìn)行了R-D算法的公式推導(dǎo),然后在仿真中將此算法用于THz頻段,通過(guò)點(diǎn)目標(biāo)和多目標(biāo)的仿真,驗(yàn)證了R-D算法同樣適用于THz頻段這一結(jié)論。為接下來(lái)的工作打好了基礎(chǔ)。(2)THz波段SAR成像平臺(tái)高頻振動(dòng)建模。在SAR系統(tǒng)實(shí)際工作時(shí),平臺(tái)高頻振動(dòng)不可避免地存在著。本文首先對(duì)平臺(tái)高頻振動(dòng)的來(lái)源和定義做了簡(jiǎn)要介紹;然后提出兩種建模方式,基于R-D算法,對(duì)這兩種建模方式分別進(jìn)行理論推導(dǎo),得出平臺(tái)高頻振動(dòng)對(duì)SAR成像的影響。在微波波段,波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于振幅,平臺(tái)高頻振動(dòng)的影響可以忽略,但是在THz波段,波長(zhǎng)更短,平臺(tái)高頻振動(dòng)的影響就不能忽略。本文還給出了平臺(tái)高頻振動(dòng)的三個(gè)參數(shù)(振幅、頻率和初相)對(duì)成像效果的影響。最后通過(guò)點(diǎn)目標(biāo)和多目標(biāo)仿真驗(yàn)證了以上結(jié)論。(3)基于離散正弦調(diào)頻變換的THz SAR成像補(bǔ)償方法。本文深入研究了離散正弦調(diào)頻變換(DSFMT),通過(guò)理論分析和仿真驗(yàn)證證明了該變換估計(jì)正弦調(diào)頻信號(hào)參數(shù)特別是估計(jì)其瞬時(shí)頻率曲線的三個(gè)參數(shù)的有效性,進(jìn)一步改善了估計(jì)精度,并分析了其參數(shù)估計(jì)的性能。提出了基于DSFMT的THz SAR成像補(bǔ)償方法,給出了具體步驟。最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這種方法的有效性,并分析了其局限性。(4)基于Chirplet分解的THz SAR成像補(bǔ)償方法。先是給出了Chirplet分解的原理和現(xiàn)有比較成熟的自適應(yīng)Chirplet分解實(shí)現(xiàn)方法。接著對(duì)正弦調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)Chirplet分解。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)自適應(yīng)Chirplet分解,正弦調(diào)頻信號(hào)變成多個(gè)線性調(diào)頻信號(hào)的疊加,且分解后的信號(hào)的Wigner-Ville分布與待分解的正弦調(diào)頻信號(hào)的Wigner-Ville分布吻合度較高。因此,正弦調(diào)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)自適應(yīng)Chirplet分解后,就可以采用現(xiàn)有成熟的線性調(diào)頻信號(hào)參數(shù)估計(jì)的方法對(duì)其進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。利用這一結(jié)論,提出補(bǔ)償算法,將自適應(yīng)Chirplet分解用于THz頻段SAR成像平臺(tái)高頻振動(dòng)補(bǔ)償中,仿真證明這種方法有效的補(bǔ)償了平臺(tái)高頻振動(dòng)帶來(lái)的誤差。且此算法與基于DSFMT的SAR成像補(bǔ)償方法相比,效果更好,適用性更廣。
【關(guān)鍵詞】：THz SAR 距離多普勒算法 離散正弦調(diào)頻變換 Chirplet分解
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題的來(lái)源及研究目的和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析11-14
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排14-17
• 第2章 THz頻段SAR成像基礎(chǔ)17-26
• 2.1 合成孔徑雷達(dá)基本原理17-18
• 2.2 經(jīng)典距離-多普勒（RD）成像算法18-23
• 2.3 THz頻段SAR仿真實(shí)驗(yàn)23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 THz頻段SAR成像平臺(tái)高頻振動(dòng)建模及其影響分析26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 平臺(tái)高頻振動(dòng)建模26-29
• 3.3 仿真實(shí)驗(yàn)29-35
• 3.3.1 點(diǎn)目標(biāo)和多目標(biāo)仿真實(shí)驗(yàn)29-31
• 3.3.2 振幅的影響31-32
• 3.3.3 頻率的影響32-34
• 3.3.4 相位的影響34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 第4章 THz成像補(bǔ)償方法-離散正弦調(diào)頻變換37-48
• 4.1 引言37
• 4.2 基于離散正弦調(diào)頻變換的參數(shù)估計(jì)37-43
• 4.2.1 離散正弦調(diào)頻變換基本原理37-39
• 4.2.2 基于DSFMT的參數(shù)估計(jì)的性能分析39-40
• 4.2.3 基于模擬退火算法的DSFMT參數(shù)估計(jì)40-43
• 4.3 基于離散正弦調(diào)頻變換的THz頻段SAR成像補(bǔ)償算法43-47
• 4.3.1 補(bǔ)償算法的提出43-44
• 4.3.2 仿真實(shí)驗(yàn)44-46
• 4.3.3 成像補(bǔ)償算法的局限性46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 THz成像補(bǔ)償方法-Chirplet分解48-56
• 5.1 引言48
• 5.2 Chirplet分解48-50
• 5.2.1 Chirplet分解原理48-49
• 5.2.2 自適應(yīng)Chirplet分解的實(shí)現(xiàn)49-50
• 5.3 仿真實(shí)驗(yàn)50-51
• 5.3.1 單分量SFM信號(hào)的Chirplet分解50-51
• 5.4 基于Chirplet分解的THz成像補(bǔ)償算法51-55
• 5.4.1 算法步驟51-52
• 5.4.2 仿真實(shí)驗(yàn)52-55
• 5.5 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文62-64
• 致謝64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王瑞君;王宏強(qiáng);莊釗文;秦玉亮;鄧彬;;太赫茲雷達(dá)技術(shù)研究進(jìn)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2013年04期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 呂波;合成孔徑雷達(dá)R-D成像算法研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

2 汪亮;合成孔徑雷達(dá)大斜視模式成像研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2005年

3 劉玉景;太赫茲雷達(dá)ISAR成像技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：THz頻段SAR成像算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：315632