微波穿墙成像仿真研究

发布时间：2020-05-13 04:45

【摘要】：穿墙雷达在军事、反恐、灾后救援和安检中,发挥着至关重要的作用。关于穿墙成像的仿真研究,有助于理解穿墙成像的理论知识,便于开展有关回波的分析处理和目标的成像。本文利用CST微波工作室软件,建立单发单收、收发分置的穿墙成像仿真模型,设置相关仿真条件,仿真得到回波并分析回波的影响因素和对回波预处理。运用反向投影成像算法对单点和多点目标进行成像仿真并对结果图像处理分析。主要完成了以下几点的内容:1.介绍了穿墙成像的基本理论。分析了回波信号的组成和探测信号的选择,详细阐述了墙体对于探测信号的传播速度和传播路径的影响,为后续回波信号的分析和预处理以及点目标的成像奠定了理论基础。2.穿墙成像仿真模型的建立及仿真。主要包括Vivaldi天线的设计,墙体模型和探测目标单金属球的添加,收发天线的导入,仿真条件的相关设置和天线激励信号的添加。对建立的模型进行了仿真,得到采集位置处的回波。3.利用穿墙成像仿真模型,仿真对比分析墙体的相对介电常数的大小、天线和墙体间的距离、不同方位向的天线和不同方位向的探测目标对回波波形的影响,利用背景对消法对回波进行去除杂波的预处理。4.根据反向投影成像算法的原理,对单点目标和多点目标进行成像处理。使用最短时间法计算目标回波时延,对于结果图像中存在的栅旁瓣影响运用阈值处理的方法加以抑制,并分析了天线分布数量和成像区域网格划分数量对成像质量的影响。
【图文】：

体成像到人体成像的变化，成像算法不断地改进，效果更加明显。年代国外开展了对穿墙成像的研究，后来逐步引型的穿墙雷达设备。美国著名的超宽带精密定发出了第一款穿墙雷达 Radar Vision 1000，该系统过一般的墙壁，给出目标的一维距离像信息，实现 Radar Vision 1000 的基础上该公司在 2001 年研使用收发天线阵列，可以对运动的目标进行实时的距离达到 9m[5]。在 2003 年公司推出了应用于军事反应灵敏，数据处理迅速，成像结果的可视性高，需求[6]。司在 2004 年推出了步进频率体制工作的穿墙雷达为 6.5m，距离向的分辨率为 10cm[7]。Akela 穿墙雷

内蒙古大学硕士学位论文足于墙后目标的一维和二维成像，希望能够获得立体的成像效果。于Camero 公司推出了能够实现三维成像的穿墙雷达系统 Xaver 800[8进行高质量的实时三维成像，易于人们确定目标的形状和方位。理显示部分能够通过电缆连接，在一定距离内进行远程工作，给 2006 年，，位于英国的剑桥咨询中心研制出了不仅能进行二维成像墙雷达 Prism 200[9]。该装置可以穿透多种类型的墙体，穿透厚度m，距离向的分辨率为 30 cm[10]。Prism 200 如下图 1.2 所示。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TN015;E91

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本文编号：2661412