近場MIMO雷達三維成像技術(shù).pdf

1、利用二維多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output, MIMO）陣列可以獲取目標(biāo)高分辨率三維圖像，憑借其快速數(shù)據(jù)獲取能力，二維MIMO陣列廣泛應(yīng)用于三維穿墻探測、安檢等場合。上述應(yīng)用場合中，目標(biāo)與天線陣列之間距離較小，成像相干積累角大，距離彎曲明顯，屬于典型的近場場景。近場場景下，常規(guī)的MIMO陣列處理方法如相位中心近似（Phase Center Approximation, PCA）等不再適用。另外，能

2、夠校正大孔徑范圍距離彎曲的距離遷移算法并不適合任意拓撲結(jié)構(gòu)的MIMO陣列。
　　本文從近場MIMO陣列信號模型出發(fā)，研究三維成像技術(shù)。內(nèi)容包括MIMO陣列近場三維時域成像方法、旁瓣抑制、MIMO陣列近場三維頻域成像方法及MIMO陣列設(shè)計。
　　首先，本文從步進頻信號出發(fā)，利用球面波可以分解為無窮多個平面波原理推導(dǎo)了近場MIMO陣列信號模型，為后續(xù)時域和頻域成像算法提供了支撐。并且分析了近場條件下PCA方法引入的誤差影響，推導(dǎo)

3、了幅度衰減因子，用來表征誤差影響。仿真結(jié)果表明，幅度衰減因子可以有效表征近場條件下PCA方法誤差影響。
　　其次，從MIMO陣列近場后向投影（Back Projection, BP）三維成像表達式入手分析了幾種典型陣列構(gòu)型下的成像分辨率，將BP成像方法成功用于二維MIMO雷達實測數(shù)據(jù)的三維成像處理。然后分析了自適應(yīng)旁瓣抑制(Adaptive Sidelobe Reduction, ASR)算法中濾波器抽頭數(shù)、插值因子、閾值等參數(shù)的

4、相互關(guān)系，提出了更加合理的參數(shù)選取方法對ASR算法進行了改進。基于參數(shù)相互關(guān)系的改進ASR算法克服了抑制弱目標(biāo)的缺點，提高了弱目標(biāo)檢測性能，且能達到全局最優(yōu)。仿真和實測數(shù)據(jù)處理結(jié)果對該方法進行了驗證。
　　最后，推導(dǎo)了合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar, SAR）和MIMO陣列三維空間譜表達式，給出了統(tǒng)一的頻域距離遷移成像算法流程。在深入分析距離遷移算法實現(xiàn)流程的基礎(chǔ)上得到了距離遷移算法對MIMO陣列構(gòu)