太赫兹近场旋转线阵成像技术

• 作 者: 刘李旭
• 出 处: 国防科技大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 太赫兹 旋转线阵 高分辨成像 快速后向投影 相干加权 旁瓣抑制

太赫兹近场旋转线阵成像作为一种新的雷达成像模式,可以实现对近场目标的高分辨高帧率探测,在末制导、近炸引信、安检反恐等领域有着重要的潜在应用价值。但是太赫兹近场旋转线阵成像存在阵列系统集成研制难度大、成像方法精度与效率难以兼顾、旁瓣和噪声干扰严重等问题。本文围绕上述问题开展了深入研究,主要内容包括:太赫兹近场旋转线阵成像系统设计、旋转线阵高精度成像算法、快速成像方法、旁瓣抑制方法等。第一章阐述了太赫兹近场旋转线阵成像的研究背景与意义,介绍了太赫兹雷达系统、近场阵列雷达系统、近场阵列成像方法的国内外发展现状。第二章设计了太赫兹近场旋转线阵成像系统。确定了信号频段与体制,设计了阵列扫描方式、阵列构型、工作场景与系统结构。对雷达发射功率、脉冲重复频率、数据量、传输数率等系统关键指标进行了计算,并对系统理论分辨性能进行了分析。第三章重点研究太赫兹近场旋转线阵成像方法。首先对太赫兹近场旋转线阵系统的回波进行了信号建模与分析,推导了旋转线阵体制下时域相关算法和后向投影算法的理论公式,并通过单阵元的转台成像实验等效验证了该成像体制的高分辨特性。最后针对大计算量时后向投影成像效率低的问题,提出了基于距离矩阵预计算的快速后向投影算法,可有效缩短成像时间。第四章针对太赫兹近场旋转线阵成像中的高旁瓣问题,首先分析了传统信号加窗方法在旋转线阵成像中的旁瓣抑制性能,结果表明特殊的圆迹合成孔径与圆对称谱结构导致信号加窗法失效。因此,本文利用改进的相干加权方法进行旁瓣抑制,成像仿真中旁瓣降低了近40dB,同时,该方法对实测数据也取得了良好的效果。最后对全文进行了总结,对后续工作做出了展望。