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步进频率探地雷达距离旁瓣抑制研究工学硕士学位论文国防科学技术大学研究生院四晔周启荣遥感信息处理黄春琳副教授二硕士生姓名学科专业信息与通信工程研究方向指导教分类号学号密级公开
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摘要步进频率探地雷达一种高性能的连续波信号探地雷达,能同时兼顾大带宽和高动态范围,以保证系统的高分辨率和深度穿透探测性能。但是因频谱截断不连续而致使时域合成信号产生严重的拖尾振荡,即距离旁瓣,弱地下目标回波信号容易被直耦波等强回波信号的旁瓣淹没,这将降低系统的目标检测能力、分辨能力和动态范围,造成虚警率增加。鉴于目前对于步进频率探地雷达距离旁瓣抑制问题的研究较少,没有系统的阐述和理论支撑,缺乏有效的抑制方法,本文对这一问题展开了深入的研究,以提高系统的探测性能,为步进频率探地雷达发展与应用打下坚实的基础。⒙畚耐ü芯坎浇德侍降乩状锞嗬肱园甑男纬苫恚隽司嗬肱园甑基本抑制原理,并研究和提出了不同的距离旁瓣抑制方法。首先对传统的线性加权法进行了距离旁瓣抑制效果对比分析,其中包括时域加权和频域加权,理论推导和实验结果表明:传统的线性加权法在抑制距离旁瓣的同时容易造成时域信号的主瓣展宽,分辨率下降。⑽?朔咝约尤ǚǖ娜钡悖疚奶岢鲇肧方法抑制步进频率探地雷达距离旁瓣,它对时域上的每个采样点采用了不同参数的频域加权函数,并能依据信号主瓣和旁瓣自适应地选择加权函数参数,该方法实际是一种非线性加权方法,能够在有效抑制距离旁瓣的同时保持主瓣。仿真实验结果表明:该算法可以取得与线性加权法相近的距离旁瓣抑制比,且主瓣仅仅⑽A思婀瞬浇德侍降乩状锏木嗬肱园暌种菩Ч敫叻直媛剩芯苛私谱外推超分辨技术运用于距离旁瓣抑制,分别采用最大熵和最小熵谱外推方法实现了对步进频率探地雷达的距离旁瓣抑制,文中详细分析了最大熵、最小熵谱外推抑制距离旁瓣的原理,并提出了最大熵谱外推结合线性加权以提高距离旁瓣抑制效果的新思路,仿真实验表明,最大熵谱外推结合线性加权可以提高距离旁瓣抑制比并且保持了主瓣,分辨率不变;最小熵谱外推可以提高的距离旁瓣抑制比同时提高了分辨率%。主题词:步进频率,探地雷达,距离旁瓣抑制,蚧畲箪兀小熵,频谱外推琒展宽ァ国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第仃
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表目录表·步进频率探地雷达仿真系统参数表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表加权算法评估指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯./浇德侍降乩状锵低巢问国防科学技术大学研究生院硕士学位论文表常用加权函数的参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表谱外推算法抑制距离旁瓣评估指标⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表第
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录图目图步进频率探地雷达系统工作示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图零差式系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图外差式系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图步进频率探地雷达发射信号示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图回波基带信号采样示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图目标合成频谱幅度响应示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图目标回波信号合成时域波形示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图矩形频谱包络对应的时域波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图步进频率探地雷达频域加权流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图频域加权后频谱示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图常用加权函数波形示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯捌涤蚣尤ㄇ昂蟮氖庇虿ㄐ巍图步进频率探地雷达时域加权流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图单个目标不同窗函数加权后的时域波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图双切趾滤波后的波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯:⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图时域卷积示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ㄒ种凭嗬肱园杲峁惴ù砬昂笃灯锥员韧肌图最大熵谱外推前后频谱对比图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图最大熵谱外推后对应的时域波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图最大熵谱外推凹尤ê蟮钠灯住图最小熵谱外推频谱对比图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图谱外推超分辨技术抑制旁瓣效果对比图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯/⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图实测数据经熵谱外推后的甋疽馔肌图图国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第页
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作者指导教师签名:甙皇吼洲年,/月册学位论文作者橼圈壁垦学位论文作者签名:图虚暨日期:蓿ツ陓趌乒甚独创性声明学位论文版权使用授权书日期:力嘴年生进麴空拯地重达堕妾壹整控剑