探地雷达阵列成像

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1、摘要有大量的记载探地雷达的相关书籍和论文，我们可以对探地雷达的发展概况有一个大致的了解，不难看出探地雷达未来的发展方向。多输入多输出（Multiple-InputandMultiple-Output，MIMO）雷达是在数字阵列雷达、多基雷达以及现代通信技术基础上发展起来的一种新体制雷达，具有显著的技术优势和巨大的发展潜力，逐渐成为下一代雷达的主要发展方向之一。由于采用了波形分集技术，与传统相控阵雷达相比，MIMO雷达具备多项优点，如突破阵元间距半波长限制、提高角度分辨率、提高系统自由度等。MIMO雷达在提高信号处理灵活性的同时，也由于其新体制特征及结构特点，带来了新的问

2、题，如多通道积累检测问题，波形设计和阵列结构优化问题以及系统自由度过高导致的自适应算法性能下降等问题。雷达成像方面有很多相关的软件，比如GprMax，一款基于FDTD（时域有限差分）的探地雷达仿真软件，其生成文件包括几何图和数据剖面图，这些生成文件是由MATLAB读取的。雷达成像最关键的部分就是成像的算法，通过对算法的不断研究和改进，提出了很多算法，有些算法可以相互结合，从而改善成像效果，基于不同的理论基础，这些算法又衍生出很多不同的算法，诸如RD-BP算法、TCC-BP算法等，针对不同的算法，借助MATLAB对算法进行仿真，并得到仿真图像。关键词：多输入多输出雷达；数

3、字波束形成；反向投影算法；MATLABAbstractTherearealargenumberofrecordsofbooksandpapersrelatedGroundPenetratingRadar(GPR).WecanhaveageneralunderstandingofthedevelopmentofGPR,itisnotdifficulttoseethedevelopmentdirectionoftheGPRinthefuture.Multiple-inputandmultiple-output(MIMO)radarisanewmodeofradarsyste

4、mdevelopedonthebasisofdigitalarrayradar,multistaticradarandmoderncommunicationtechniques.Sinceitsobvioustechnicaladvantagesandhugedevelopmentpotential,MIMOradarwillbecomeoneofthemajordirectionsoftheradarsystemdevelopmentinfuture.Byusingwaveformdiversitytechnique,Throughproperimprovements

5、traditionalarraysignalprocessingtechniquescanbeappliedtoMIMOradar.Moreover,thisnewtypeofradarsystemoffersanewparadigmforradarsignalprocessing.thestrongdemandsforwaveformandarraystructureoptimization,andanoticeableperformancedeclineofadaptivealgorithmsfortheexcessivedegreeoffreedom,etc.Th

6、erearealotofsoftwarerelatedtoradarimaging,suchasGprMax,aGroundPenetratingRadar(GPR)simulationsoftwarebasedonFDTD(finitedifferencetimedomain).ThegeneratedfilesincludinggeometricfigureanddatasectionarereadbytheMATLAB..Themostcriticalpartofradarimagingistheimagingalgorithm.Basedondifferentt

7、heoreticalbasis,thealgorithmderivesalotofdifferentalgorithms,suchasRD-BPalgorithm,theTCC-BPalgorithm,etc.Fordifferentalgorithms,wecangetthesimulationimageswiththehelpofMATLAB.Keywords:MIMOradar,digitalbeamforming,backprojection，MATLAB目录§1绪论1§1.1探地雷达1§1.1.1基本原理1§2阵列成像算法概述2