THz頻段SAR成像算法研究.pdf

1、目前，太赫茲（THz）雷達技術(shù)正在快速發(fā)展階段。THz波的波長遠小于微波波長，有利于大帶寬信號的產(chǎn)生、窄天線波束的實現(xiàn)和成像高分辨的獲得。THz雷達在某些領(lǐng)域具有特殊的優(yōu)勢，如微小目標探測、高分辨成像等。在THz波段，合成孔徑雷達的原理同樣適用，而且 THz波段有明顯的優(yōu)勢，如在距離向，THz頻段能產(chǎn)生更大時寬帶寬積的LFM信號，實現(xiàn)更高分辨力；在方位向，THz波段波長更短，不需要較長的合成孔徑長度即可實現(xiàn)更高分辨力。
　　SAR

2、成像對雷達平臺的穩(wěn)定性要求很高。然而，在實際過程中，由于氣流、發(fā)動機振動等因素，SAR成像平臺存在高頻振動，在微波波段，其振幅與波長相比很小，對相位的影響可以忽略不計；但在THz波段，平臺高頻振動振幅可與波長相比擬，甚至大于波長，因此，對相位的影響就必須要加以考慮，基于此問題，本文做了大量深入研究。
　　本文的工作主要體現(xiàn)在以下方面：
　　(1)將R-D算法用于THz波段。先進行了R-D算法的公式推導，然后在仿真中將此算法用

3、于THz頻段，通過點目標和多目標的仿真，驗證了R-D算法同樣適用于THz頻段這一結(jié)論。為接下來的工作打好了基礎(chǔ)。
　　(2)THz波段SAR成像平臺高頻振動建模。在SAR系統(tǒng)實際工作時，平臺高頻振動不可避免地存在著。本文首先對平臺高頻振動的來源和定義做了簡要介紹；然后提出兩種建模方式，基于R-D算法，對這兩種建模方式分別進行理論推導，得出平臺高頻振動對SAR成像的影響。在微波波段，波長遠大于振幅，平臺高頻振動的影響可以忽略，但是在

4、THz波段，波長更短，平臺高頻振動的影響就不能忽略。本文還給出了平臺高頻振動的三個參數(shù)（振幅、頻率和初相）對成像效果的影響。最后通過點目標和多目標仿真驗證了以上結(jié)論。
　　(3)基于離散正弦調(diào)頻變換的THz SAR成像補償方法。本文深入研究了離散正弦調(diào)頻變換（DSFMT），通過理論分析和仿真驗證證明了該變換估計正弦調(diào)頻信號參數(shù)特別是估計其瞬時頻率曲線的三個參數(shù)的有效性，進一步改善了估計精度，并分析了其參數(shù)估計的性能。提出了基于DS

5、FMT的THz SAR成像補償方法，給出了具體步驟。最后通過仿真實驗驗證了這種方法的有效性，并分析了其局限性。
　　(4)基于Chirplet分解的THz SAR成像補償方法。先是給出了Chirplet分解的原理和現(xiàn)有比較成熟的自適應(yīng)Chirplet分解實現(xiàn)方法。接著對正弦調(diào)頻信號進行自適應(yīng)Chirplet分解。仿真實驗結(jié)果表明：經(jīng)過自適應(yīng)Chirplet分解，正弦調(diào)頻信號變成多個線性調(diào)頻信號的疊加，且分解后的信號的Wigner-