超宽带MIMO雷达系统设计与穿墙成像方法研究
发布时间：2021-05-08 18:00
超宽带（Ultra-wideband:UWB）多输入多输出（Multiple-input20Multiple-output:MIMO）雷达技术以其良好的分辨率和穿透能力、较少的天线单元需求和高效的数据捕获能力,在穿墙探测成像中的应用越来越广泛。超宽带穿墙雷达能够穿透非金属屏蔽的障碍物,实现对墙后或复杂环境中隐藏目标体进行无损性探测定位,从而在军事作战、安检监测、人质解救以及灾后救援等领域中具有广泛的应用前景和重要的研究意义。本文在穿墙雷达技术研究的背景下,结合超宽带技术和MIMO技术的优势,围绕如何设计一个性能良好的超宽带MIMO穿墙雷达系统并且实现多目标穿墙二维成像展开研究。在穿墙应用中,步进频连续波信号（Stepped-frequency20Continuous20Waveform:SFCW）是频率域雷达最常采用的信号形式之一,采用SFCW技术的雷达系统与时域脉冲雷达系统相比,具有更灵活的频带控制能力,可以改善成像分辨率,更加适应雷达天线的工作频带范围。在超宽带信号被广泛应用的背景下,为了提高雷达系统的分辨率并实现穿墙成像,节约成本,本文采用了基于矢量网络分析仪的超宽带步进频连续波...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究与发展现状
1.2.1 穿墙雷达系统研究现状
1.2.2 关键技术研究与分析
1.3 本文主要内容及结构安排
第二章 超宽带MIMO雷达技术基础理论
2.1 超宽带技术
2.1.1 超宽带带宽的定义
2.1.2 超宽带技术的优点
2.2 MIMO雷达技术发展及应用
2.2.1 MIMO技术的发展
2.2.2 MIMO技术在雷达中的应用
2.3 超宽带MIMO雷达穿墙成像基础
2.3.1 基于矢量网络分析仪的雷达工作原理
2.3.2 信号模型与传统BP算法
2.3.3 MIMO雷达二维成像参数
2.3.4 墙体影响分析
2.4 本章小结
第三章 超宽带MIMO雷达系统的设计与制作
3.1 线性MIMO阵列拓扑结构设计
3.1.1 MIMO阵列点扩散函数
3.1.2 基于等效相位中心近似原理的虚拟阵列
3.1.3 基于多项式因子分解法的阵列设计
3.2 超宽带穿墙VIVALDI天线
3.2.1 超宽带Vivaldi天线
3.2.2 超宽带穿墙Vivaldi天线性能参数
3.3 超宽带MIMO雷达系统加工制作与工作原理
3.4 本章小结
第四章 超宽带MIMO雷达穿墙成像算法
4.1 基于互相关的时间域后向投影算法
4.2 线性MIMO阵列成像仿真
4.3 穿墙模型的建立
4.4 墙后目标成像的校正算法
4.5 本章小结
第五章 实验测试结果
5.1 实验设置与准备
5.2 初步实验测试
5.3 穿墙实验测试
5.4 沙槽实验测试
5.5 实验结果总结与讨论
第六章 结论与展望
6.1 主要工作总结
6.2 未来展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
作者简介
科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]MIMO雷达技术综述[J]. 赵永波,刘宏伟. 数据采集与处理. 2018(03)
[2]MIMO雷达技术发展综述[J]. 袁赛柏,金胜,朱天林. 现代雷达. 2017(08)
[3]基于因子分析法和图像对比度的穿墙雷达杂波抑制[J]. 张斓子,陆必应,周智敏,孙鑫. 电子与信息学报. 2013(11)
[4]基于压缩感知的稀疏阵列MIMO雷达成像方法[J]. 顾福飞,池龙,张群,彭发祥,朱丰. 电子与信息学报. 2011(10)
[5]Vivaldi宽频带微带天线的设计与仿真[J]. 刘密歌. 现代电子技术. 2007(23)
[6]超宽带无线通信技术[J]. 赵行之,任武. 军民两用技术与产品. 2007(02)
[7]无线超宽带通信原理及其应用标准[J]. 曾照华. 电力系统通信. 2007(01)
博士论文
[1]超宽带穿墙雷达成像方法与技术研究[D]. 孙鑫.国防科学技术大学 2015
[2]多输入多输出探地雷达方法研究[D]. 黄玲.吉林大学 2010
硕士论文
[1]超宽带雷达成像技术研究[D]. 金海浩.电子科技大学 2019
[2]超宽带穿墙雷达天线设计与研制[D]. 汤智.电子科技大学 2018
[3]超宽带Vivaldi天线研究[D]. 曹永超.西安电子科技大学 2014
[4]超宽带MIMO雷达穿墙高分辨成像技术研究[D]. 赵洋.国防科学技术大学 2013
本文编号：3175754
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究与发展现状
1.2.1 穿墙雷达系统研究现状
1.2.2 关键技术研究与分析
1.3 本文主要内容及结构安排
第二章 超宽带MIMO雷达技术基础理论
2.1 超宽带技术
2.1.1 超宽带带宽的定义
2.1.2 超宽带技术的优点
2.2 MIMO雷达技术发展及应用
2.2.1 MIMO技术的发展
2.2.2 MIMO技术在雷达中的应用
2.3 超宽带MIMO雷达穿墙成像基础
2.3.1 基于矢量网络分析仪的雷达工作原理
2.3.2 信号模型与传统BP算法
2.3.3 MIMO雷达二维成像参数
2.3.4 墙体影响分析
2.4 本章小结
第三章 超宽带MIMO雷达系统的设计与制作
3.1 线性MIMO阵列拓扑结构设计
3.1.1 MIMO阵列点扩散函数
3.1.2 基于等效相位中心近似原理的虚拟阵列
3.1.3 基于多项式因子分解法的阵列设计
3.2 超宽带穿墙VIVALDI天线
3.2.1 超宽带Vivaldi天线
3.2.2 超宽带穿墙Vivaldi天线性能参数
3.3 超宽带MIMO雷达系统加工制作与工作原理
3.4 本章小结
第四章 超宽带MIMO雷达穿墙成像算法
4.1 基于互相关的时间域后向投影算法
4.2 线性MIMO阵列成像仿真
4.3 穿墙模型的建立
4.4 墙后目标成像的校正算法
4.5 本章小结
第五章 实验测试结果
5.1 实验设置与准备
5.2 初步实验测试
5.3 穿墙实验测试
5.4 沙槽实验测试
5.5 实验结果总结与讨论
第六章 结论与展望
6.1 主要工作总结
6.2 未来展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
作者简介
科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]MIMO雷达技术综述[J]. 赵永波,刘宏伟. 数据采集与处理. 2018(03)
[2]MIMO雷达技术发展综述[J]. 袁赛柏,金胜,朱天林. 现代雷达. 2017(08)
[3]基于因子分析法和图像对比度的穿墙雷达杂波抑制[J]. 张斓子,陆必应,周智敏,孙鑫. 电子与信息学报. 2013(11)
[4]基于压缩感知的稀疏阵列MIMO雷达成像方法[J]. 顾福飞,池龙,张群,彭发祥,朱丰. 电子与信息学报. 2011(10)
[5]Vivaldi宽频带微带天线的设计与仿真[J]. 刘密歌. 现代电子技术. 2007(23)
[6]超宽带无线通信技术[J]. 赵行之,任武. 军民两用技术与产品. 2007(02)
[7]无线超宽带通信原理及其应用标准[J]. 曾照华. 电力系统通信. 2007(01)
博士论文
[1]超宽带穿墙雷达成像方法与技术研究[D]. 孙鑫.国防科学技术大学 2015
[2]多输入多输出探地雷达方法研究[D]. 黄玲.吉林大学 2010
硕士论文
[1]超宽带雷达成像技术研究[D]. 金海浩.电子科技大学 2019
[2]超宽带穿墙雷达天线设计与研制[D]. 汤智.电子科技大学 2018
[3]超宽带Vivaldi天线研究[D]. 曹永超.西安电子科技大学 2014
[4]超宽带MIMO雷达穿墙高分辨成像技术研究[D]. 赵洋.国防科学技术大学 2013
本文编号：3175754
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