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THz频段SAR成像及微多普勒目标检测与分离技术研究

沈斌  
【摘要】: 太赫兹(THz)波是频率在0.1—10THz(100—10000GHz)范围内的电磁波。与微波段相比,THz频段的SAR成像具有获得极高分辨力的潜力,而且具有全天候、全天时的特点;与光学相比,THz频段SAR成像又具有一定的穿透能力。在动目标检测与识别方面,由于THz频段运动目标的多普勒效应更为敏感,更利于低速及微动目标检测与识别;故THz频段在超高分辨成像及微多普勒目标探测与识别方面是一个前沿性、先进性强的研究领域,具有极大的研究意义,有关这方面的研究未见公开报道,本文是在这样的背景下对THz频段SAR成像及微多普勒目标探测与识别技术展开了研究,主要的工作和创新有: 1、THz频段和X频段成像处理的分析比较。基于RD算法,研究了THz频段成像处理过程。与X频段相比,THz频段不需要距离徙动校正,减少了算法的复杂度。 2、研究了误差对THz频段SAR成像的影响。重点研究了载频相对误差、平台的周期性运动误差、姿态变化和高频振动对THz频段成像的影响。与X频段相比,只有平台高频振动对成像的影响较大,平台高频振动是THz频段SAR成像的关键问题。 3、针对THz频段高频振动的影响,提出了一种平台高频振动的补偿方法。建立了平台高频振动SAR回波模型,基于该模型,将DCFT与线性调频基分解算法相结合,提出了一种平台高频振动参数的估计方法。仿真结果表明,该算法能有效地补偿高频振动对成像的影响,解决了THz频段SAR成像的关键问题。 4、研究了THz频段微多普勒慢速及微动目标检测方法。采用频谱和时频分析的方法来检测慢速和微动目标。仿真验证了方法的有效性。与X频段相比,THz频段具有更丰富的微多普勒信息。 5、研究了THz频段微多普勒慢速及微动目标识别方法。研究了独立成分分析(ICA),将ICA应用到THz雷达微多普勒目标识别中。仿真结果表明,该方法能对各目标的特征参数进行高精度的估计。 本文对进一步研究超高分辨成像与微动目标识别提供了一定的参考。


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