用于目标辐射探测的空间谱算法及仿真研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要无源微波热辐射探测技术因其隐蔽性好、不易被发现，且不受战场烟尘影响的优点成为一种重要的反隐身技术。将空间谱估计算法用于微波热辐射探测，可以突破由天线阵列尺寸决定的空间分辨率的限制，实现超分辨率探测。本文通过研究空间谱估计算法用于微波热辐射探测的原理，建立了利用空间谱估计算法进行微波热辐射目标探测的性能分析模型。本文在介绍微波热辐射信号的基础上，结合空间谱估计算法的基本原理，阐述了空间谱估计用于微波热辐射探测的原理。通过理论分析，从原理上证明了空间谱估计算法应用于目标微波热辐射探测的可行性。本文建立了利用空间谱估计算法和微波热辐射进行目标探测的性能分析模

2、型，利用该模型对基于空间谱估计算法和微波热辐射的目标探测性能进行了理论分析，并与综合孔径算法的探测性能进行了比较。结果表明，空间谱估计算法能够突破阵列的空间分辨率，而灵敏度则基本相同。为了验证理论分析的结果，本文应用VC建立了微波热辐射探测仿真系统，实现了空间谱估计信号处理程序模块，并基于该模块，对前文分析的算法性能进行了仿真，仿真结果验证了该性能分析模型的正确性。最后，本文利用已有的16单元8mm微波热辐射阵列接收系统，分别进行了单噪声源和双噪声源的近距离探测实验，通过实验进一步验证了本文所建立的性能分析模型的正确性。本文研究结果表明，空间谱估计算法能够在一定距离内探测到目标的

3、热辐射信号，而且相对于传统的信号处理方法，具有超分辨率探测多个近目标的能力和优点。关键词：目标探测;空间谱估计;微波热辐射;灵敏度;分辨率;超分辨率I华中科技大学硕士学位论文AbstractThepassivitydetectiontechnologybasedonmicrowavethermalradiationplaysmoreandmoreimportantroleinthefieldofdetectingstealthytarget,sinceitisdifficulttobedetectedbyhostileandinterferedbyatrociousweather

4、orthedustinwarfield.Inordertoimprovethespatialresolution,thespatialspectrumestimationisappliedtoexceedthespatialresolutionlimitationofantennaarraydimension.Inthisarticle,theprincipleofthemicrowavethermalradiationdetectiontechnologybasedonspatialspectrumestimationisresearched,anditscapabilitya

5、nalysismodelisbuilt.Firstlyinthisarticle,thesignalcharacteristicofthemicrowavethermalradiationdetectionisanalyzed,andtheprincipleofthemicrowavethermalradiationdetectionbasedonspatialspectrumestimationisresearched.Then,thefeasibilityofthemicrowavethermalradiationdetectionbasedonspatialspectrum

6、estimationisproved.Thecapabilityanalysismodelofthemicrowavethermalradiationdetectionbasedonspatialspectrumestimationisbuilt,andthedetectioncapabilityisanalyzedandcomparedwithotherdetectionalgorithms’.Theresultindicatesthesensitivityofspatialspectrumestimationalgorithmissamewithothers,butitssp

7、atialresolutionisbetter.TheMicrowaveThermalRadiationDetectionSimulationSystemisestablishedwithVC,andthespatialspectrumestimationsignalprocessingmoduleisrealized.Then,thealgorithm’scapabilitiesaresimulated,andtheresultprovesvalidityofthecapabi