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探地雷达阵列成像.pdf
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2023-03-30
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摘要
有大量的记载探地雷达的相关书籍和论文,我们可以对探地雷达的发展概况有一个大
致的了解,不难看出探地雷达未来的发展方向。
多输入多输出(Multiple-Input and Multiple-Output,MIMO)雷达是在数字阵列雷达、
多基雷达以及现代通信技术基础上发展起来的一种新体制雷达,具有显著的技术优势和巨
大的发展潜力,逐渐成为下一代雷达的主要发展方向之一。
由于采用了波形分集技术,与传统相控阵雷达相比,MIMO雷达具备多项优点,如突
破阵元间距半波长限制、提高角度分辨率、提高系统自由度等。MIMO雷达在提高信号处
理灵活性的同时,也由于其新体制特征及结构特点,带来了新的问题,如多通道积累检测
问题,波形设计和阵列结构优化问题以及系统自由度过高导致的自适应算法性能下降等问
题。
雷达成像方面有很多相关的软件,比如GprMax,一款基于FDTD(时域有限差分)
的探地雷达仿真软件,其生成文件包括几何图和数据剖面图,这些生成文件是由MATLAB
读取的。
雷达成像最关键的部分就是成像的算法,通过对算法的不断研究和改进,提出了很多
算法,有些算法可以相互结合,从而改善成像效果,基于不同的理论基础,这些算法又衍
生出很多不同的算法,诸如RD-BP算法、TCC-BP算法等,针对不同的算法,借助MATLAB
对算法进行仿真,并得到仿真图像。
关键词:多输入多输出雷达;数字波束形成;反向投影算法;MATLAB
Abstract
There are a large number of records of books and papers related Ground Penetrating Radar
(GPR).We can have a general understanding of the development of GPR, it is not difficult to see
the development direction of the GPR in the future.
Multiple-input and multiple-output (MIMO) radar is a new mode of radar system developed
on the basis of digital array radar, multistatic radar and modern communication techniques. Since
its obvious technical advantages and huge development potential, MIMO radar will become one of
the major directions of the radar system development in future.
By using waveform diversity technique, Through proper improvements traditional array
signal processing techniques can be applied to MIMO radar. Moreover, this new type of radar
system offers a new paradigm for radar signal processing. the strong demands for waveform and
array structure optimization, and a noticeable performance decline of adaptive algorithms for the
excessive degree of freedom, etc.
There are a lot of software related to radar imaging, such as GprMax, a Ground Penetrating
Radar (GPR) simulation software based on FDTD (finite difference time domain). The generated
files including geometric figure and data section are read by the MATLAB..
The most critical part of radar imaging is the imaging algorithm. Based on different
theoretical basis, the algorithm derives a lot of different algorithms, such as RD-BP algorithm, the
TCC-BP algorithm, etc. For different algorithms ,we can get the simulation images with the help of
MATLAB.
Key words: MIMO radar, digital beamforming, back projection,MATLAB
目录
§1 绪论............................................................................................................................................1
§1.1 探地雷达............................................................................................................................1
§1.1.1 基本原理 ....................................................................................................................1
§2 阵列成像算法概述 ..................................................................................................................2
§2.1 MIMO雷达基本原理.......................................................................................................2
§2.2 MIMO雷达基本模型.......................................................................................................3
§2.2.1 虚拟阵列 ....................................................................................................................3
§2.2.2 信号模型 ....................................................................................................................5
§3 探地雷达的正演.......................................................................................................................6
§3.1 GPRMAX模拟探地雷达二维模型................................................................................6
§4 数据处理....................................................................................................................................7
§4.2 MIMO雷达波束形成技术 ..............................................................................................7
§4.2.1 数字波束形成的原理...............................................................................................7
§4.2.2 数字波束形成MATLAB仿真...............................................................................8
参考文献........................................................................................................................................10
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- qq_592632582023-06-06资源很好用,有较大的参考价值,资源不错,支持一下。
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