超宽带混沌穿墙雷达的成像研究和抗干扰性分析

发布时间：2017-10-14 07:39

  本文关键词：超宽带混沌穿墙雷达的成像研究和抗干扰性分析

  更多相关文章： 穿墙雷达 超宽带 混沌 Colpitts振荡器 抗干扰

【摘要】：穿墙成像雷达可以探测非金属障碍物后的隐蔽环境,并实现对目标的定位、成像和跟踪,被广泛应用于反恐、城市巷战、灾后救援和安全检测等。超宽带混沌穿墙雷达具有距离分辨率高、截获概率低、抗干扰能力强和电磁兼容性好等优点,且不存在最大探测距离和分辨率之间的矛盾,并具有“多用户”特性。因此,基于混沌信号的超宽带穿墙雷达,已成为雷达领域的研究热点。本文采用Colpitts混沌电路产生的超宽带混沌信号作为穿墙雷达的探测信号,从仿真模拟和实验研究方面验证了超宽带混沌穿墙雷达的性能,主要研究工作包括:1.阐述了穿墙雷达的基本概念、分类以及超宽带混沌雷达的研究进展;综述了穿墙雷达的成像算法,并分析了各类算法的优缺点。2.建立了超宽带混沌穿墙成像雷达的理论模型,给出基于后向投影算法的超宽带混沌穿墙成像的具体步骤,分析了仿真和实验所用的混沌信号的特性,利用XFDTD软件仿真了单双人体目标的穿墙成像,验证了超宽带混沌穿墙雷达系统探测墙后人体目标的可行性。3.搭建了超宽带混沌穿墙雷达系统,通过实验验证了算法的可行性,同时实现了系统对单目标和多目标的二维定位和成像,距离向分辨率为6 cm和方位向分辨率为8 cm。4.以混沌信号、线性调频信号和噪声信号作为干扰信号,以相关曲线的峰值噪声比和半高全宽、图像相关系数等作为定量评估标准,通过仿真模拟和实验方法研究了超宽带混沌穿墙成像雷达对目标成像的抗干扰性能。结果表明:该系统受干扰后,回波信号的相关峰的主瓣宽度几乎不变;实验测得干信比小于14 d B时,峰值噪声比的值大于7 d B,且在相同的干信比下,系统对不同体制雷达的抗干扰能力优于对同体制雷达的抗干扰能力。
【关键词】：穿墙雷达 超宽带 混沌 Colpitts振荡器 抗干扰
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 穿墙成像雷达概述9-10
• 1.2 穿墙成像雷达的分类10-15
• 1.2.1 连续波穿墙雷达10-11
• 1.2.2 脉冲穿墙雷达11-13
• 1.2.3 线性调频穿墙雷达13
• 1.2.4 频率步进穿墙雷达13-14
• 1.2.5 随机信号穿墙雷达14-15
• 1.3 超宽带混沌雷达的研究进展15-17
• 1.4 本文主要研究内容17-19
• 第二章 穿墙雷达成像算法19-25
• 2.1 非相干成像算法19-21
• 2.2 相干成像21-25
• 2.2.1 时域相干成像算法21-22
• 2.2.2 TRM成像算法22-23
• 2.2.3 BP成像算法23-25
• 第三章 超宽带混沌穿墙雷达成像研究25-39
• 3.1 UWB混沌穿墙雷达理论模型和成像算法25-26
• 3.2 仿真研究26-32
• 3.2.1 仿真和实验信号特征27-29
• 3.2.2 仿真模型29
• 3.2.3 仿真结果29-32
• 3.3 实验研究32-37
• 3.3.1 实验装置32-33
• 3.3.2 墙体的特性33-34
• 3.3.3 实验结果34-36
• 3.3.4 讨论36-37
• 3.4 总结37-39
• 第四章 超宽带混沌穿墙成像雷达的抗干扰性分析39-55
• 4.1 常见的雷达干扰信号39-40
• 4.1.1 线性调频信号干扰39-40
• 4.1.2 高斯噪声干扰40
• 4.2 雷达抗干扰性能评估指标和方法40-43
• 4.2.1 雷达信号抗干扰评估指标40-42
• 4.2.2 雷达信号抗干扰评估方法42-43
• 4.3 仿真研究43-50
• 4.3.1 混沌信号干扰仿真43-45
• 4.3.2 线性调频信号干扰仿真45-48
• 4.3.3 噪声干扰仿真48-50
• 4.4 实验研究50-53
• 4.4.1 实验装置50
• 4.4.2 混沌信号干扰实验50-52
• 4.4.3 线性调频信号干扰实验52-53
• 4.5 仿真和实验结果分析53-55
• 第五章 总结与展望55-57
• 参考文献57-63
• 致谢63-65
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文65

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