超宽带混沌穿墙雷达的成像研究和抗干扰性分析

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1、太原理工大学硕士研究生学位论文超宽带混沌穿墙雷达的成像研究和抗干扰性分析摘要穿墙成像雷达可以探测非金属障碍物后的隐蔽环境，并实现对目标的定位、成像和跟踪，被广泛应用于反恐、城市巷战、灾后救援和安全检测等。超宽带混沌穿墙雷达具有距离分辨率高、截获概率低、抗干扰能力强和电磁兼容性好等优点，且不存在最大探测距离和分辨率之间的矛盾，并具有“多用户”特性。因此，基于混沌信号的超宽带穿墙雷达，已成为雷达领域的研究热点。本文采用Colpitts混沌电路产生的超宽带混沌信号作为穿墙雷达的探测信号，从仿真模拟和实

2、验研究方面验证了超宽带混沌穿墙雷达的性能，主要研究工作包括：1.阐述了穿墙雷达的基本概念、分类以及超宽带混沌雷达的研究进展；综述了穿墙雷达的成像算法，并分析了各类算法的优缺点。2.建立了超宽带混沌穿墙成像雷达的理论模型，给出基于后向投影算法的超宽带混沌穿墙成像的具体步骤，分析了仿真和实验所用的混沌信号的特性，利用XFDTD软件仿真了单双人体目标的穿墙成像，验证了超宽带混沌穿墙雷达系统探测墙后人体目标的可行性。3.搭建了超宽带混沌穿墙雷达系统，通过实验验证了算法的可行性，同时实现了系统对单目标和多

3、目标的二维定位和成像，距离向分辨率为6cm和方位向分辨率为8cm。4.以混沌信号、线性调频信号和噪声信号作为干扰信号，以相关曲线的峰值噪声比和半高全宽、图像相关系数等作为定量评估标准，通过仿真模拟和实验方法研究了超宽带混沌穿墙成像雷达对目标成像的抗干扰性I太原理工大学硕士研究生学位论文能。结果表明：该系统受干扰后，回波信号的相关峰的主瓣宽度几乎不变；实验测得干信比小于14dB时，峰值噪声比的值大于7dB，且在相同的干信比下，系统对不同体制雷达的抗干扰能力优于对同体制雷达的抗干扰能力。关键词：穿墙

4、雷达，超宽带，混沌，Colpitts振荡器，抗干扰II太原理工大学硕士研究生学位论文IMAGINGPERFORMANCEANDANTI-JAMMINGANALYSISOFUWBCHAOTICTHROUGH-WALLRADARABSTRACTThrough-wallimagingradarcanpenetratenon-metalbarriertoobtaintheinformationofhiddenenvironment,andrealizethelocating,imagingandtrac

5、kingoftargets.Ithasbeenwidelyusedinmanyapplications,suchasanti-terrorism,urbanwarfare,rescueafterdisasterandsafetytesting.Through-wallimagingradarbasedonultra-widebandchaoticsignalhastheadvantagesofveryhighrangeresolution,lowprobabilityofintercept,ex

6、cellentanti-interferencecapabilityandgoodelectromagneticcompatibility.Thereisnocontradictionbetweenmaximumradardetectionrangeandresolutioninthisproposedradarsystem,andithasa"multi-user"feature.Sothrough-wallradarbasedonultra-widebandchaoticsignalisar

7、esearchfocusinthrough-wallradarfield.Inthispaper,thechaoticsignalgeneratedbyColpittschaoticcircuitisdesignedasprobesignal.Theimagingperformanceandanti-interferencecapabilityofthethrough-wallimagingradarbasedonultra-widebandchaoticsignalareverifiedfro

8、mtwoaspects,numericalsimulationandexperimentalstudy.Themainresearchworksinclude:1.Thebasicconcept,classificationofthrough-wallradarandthepresentsituationofultra-widebandchaoticradararedescribedindetail;Areviewoftheimagingalgorithmsandanalysisoftheadv