穿墙成像的参数影响分析及测量

【摘要】： 穿墙成像雷达,利用电磁波穿透墙体等障碍物,实现被遮挡目标探测和成像,可广泛应用于反恐、军事、救援等领域。在穿墙成像中,墙体引起电磁波传播路径偏移、传播时间延长和能量损失,造成成像位置的偏移和成像精度严重下降。为此,必须分析墙体影响,测量其参数,对成像过程中的时延进行补偿。 本文主要研究墙体厚度和介电常数这两个关键参数对成像指标的影响,并确定参数测量的方法。主要工作如下: 1、研究确定了成像模型和算法。通过分析墙体对电磁波传播路径、时间和能量的影响,确立了目标模型、墙体模型、信号模型和穿墙成像模型,选择了适合运用的成像算法。 2、研究墙体参数对成像精度的影响。通过电磁波传播延时补偿和静止点目标成像仿真,定性分析了墙体厚度和介电常数对成像精度的影响。 3、导出成像分辨率公式。定量推导出了在墙体障碍物存在条件下的目标方位向分辨率公式。 4、研究墙体参数对成像位置的影响。分别针对墙体厚度值和介电常数值,定量分析了对这两个参数值的误差估计对成像方位向位置和距离向位置的影响。 5、确定了墙体厚度和介电常数的测量方法。通过参数估计误差模型,分别确定了已知一个参数测量另外一个参数和同时测量两个参数的方法。 通过仿真验证了上述成像模型、成像分辨率和参数测量方法的可行性。对进一步改进成像质量,提高成像精度提供了依据。