基于改进的3D-FFBP三维穿墙成像研究

发布时间：2024-05-17 03:12

　　穿墙成像雷达(Through-Wall Imaging Radar,TWIR)利用低频电磁波的穿透特性,对隐蔽在建筑物之内的目标进行探测、定位和成像等状态分析,大大提高了城区作战能力、反恐斗争以及灾难救援时人员搜救能力,成为了近些年来的研究热点。基于脉冲超宽带(Impulse RadioUltra Wide Band,IR-UWB)信号的穿墙成像系统,主要由建模仿真和成像两部分组成,本文重点开展了IR-UWB信号穿墙传播特性建模和成像问题的研究,为实际系统的设计和通信应用提供了理论指导。在穿墙特性建模中,为了改善FDTD(Finite Difference Time Domain,FDTD)方法在预测IRUWB信号传播过程中存在的对内存资源消耗较大、计算时间较长等问题,本文针对传统FDTD方法不足之处提供了一些改进方案。运用改良的矩阵束以及交替隐式有限差分方法算法建模分析超宽带穿墙传播特性,仿真结果证实了改良的FDTD方法可以在一定程度上减少计算时长,提高仿真效率。在仿真时域数据,本文首先给出了在合成孔径中使用的反投影算法及其衍生因式分解快速后向投影(Fast Factorized B...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 研究内容及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 超宽带技术的发展
        1.2.2 UWB脉冲信号传播特性研究
        1.2.3 目标散射信号提取问题
        1.2.4 合成孔径成像
    1.3 论文内容主要安排
第二章 穿墙UWB信号特性研究
    2.1 理论基础
    2.2 FDTD方法介绍
        2.2.1 FDTD基本原理
        2.2.2 数值稳定性
        2.2.3 吸收边界条件
    2.3 3D-FDTD建模
        2.3.1 交替方向隐式时域有限差分方法基本原理
        2.3.2 改良的矩阵束基本原理介绍
        2.3.3 仿真结果
    2.4 本章小结
第三章 三维成像算法在SAR中的应用
    3.1 三维BP算法
    3.2 FBP投影算法
        3.2.1 算法的运算量分析
        3.2.2 插值处理
    3.3 FFBP算法
        3.3.1 算法的运算量分析
    3.4 仿真实验
    3.5 本章小结
第四章 主动式超宽带穿墙雷达快速分解后向投影算法研究
    4.1 穿墙成像算法
        4.1.1 基于折射定律补偿的FFBP成像算法
    4.2 主动式穿墙成像基本原理
    4.3 仿真结果与分析
        4.3.1 单目标仿真模型时的成像分析
    4.4 本章小结
第五章 被动式超宽带穿墙雷达快速分解后向投影算法研究
    5.1 被动式探测穿墙成像算法
    5.2 仿真结果分析
        5.2.1 被动式探测仿真模型分析
    5.3 成像仿真
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间申请的专利
致谢



本文编号：3975299