【摘 要】
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针对太赫兹(Terahertz,THz)雷达目标特征与杂波特征的研究主要是对太赫兹回波的研究。太赫兹波定义为存在于电磁波辐射频谱波段中的微波频谱波段和红外频谱波段之间。通常人们认为太赫兹波的频率范围一般为0.1THz至10THz,波长长度范围一般在0.03至3毫米之间。由此可见,相比较于传统的无线微波发射频段,太赫兹频段的发射波长非常短,极易实现超大带宽的超高频率发射信号和窄波束信号,易于直接实现
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针对太赫兹(Terahertz,THz)雷达目标特征与杂波特征的研究主要是对太赫兹回波的研究。太赫兹波定义为存在于电磁波辐射频谱波段中的微波频谱波段和红外频谱波段之间。通常人们认为太赫兹波的频率范围一般为0.1THz至10THz,波长长度范围一般在0.03至3毫米之间。由此可见,相比较于传统的无线微波发射频段,太赫兹频段的发射波长非常短,极易实现超大带宽的超高频率发射信号和窄波束信号,易于直接实现对目标物体的高分辨力成像。同时,位于太赫兹微波频段上的物体的多普勒运动效应也更加明显,更容易从两个信号中分别获得检测目标的物体运动状态信息和目标微动状态信息。目前我国对于太赫兹波的研究发展时间不长,尤其是相较于其他一些国家,仍处于落后的阶段。虽然实际应用研究中,关于太赫兹回波的研究已经引发比较大的关注,但是理论上,太赫兹频段的许多特性与机理还未得到充分研究。形成了所谓的”Terahertz GAP”。本文预期对太赫兹目标回波以及杂波回波的研究与分析,来描述太赫兹频段的目标和杂波特性。主要研究内容如下:(1)太赫兹雷达目标散射特性理论研究。主要包括雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的理论研究和太赫兹波段目标起伏特性数学模型的建立。对于RCS的研究主要包含两大类:一种是研究确定目标在太赫兹波段回波的特征;另一种是根据散射回波特征来对目标特征进行研究。目标起伏特性数学模型的研究,主要通过对包括目标回波和杂波回波在内的回波数据进行统计分析,确定其概率密度分布的理论值。(2)基于FEKO软件的太赫兹目标回波仿真与分析。通过仿真软件模拟太赫兹频段雷达的成像模式,确定与建立适合太赫兹雷达的定标体模型网格,对这些定标体进行基于RCS的特征分析,尝试基于商用飞机模型建立利于太赫兹频段计算的复杂目标模型,研究其高分辨距离像(High Resolution Range Image,HRRP)和目标散射中心在距离单元上分布的关系,并对其进行RCS分析与回波成像处理。(3)基于太赫兹雷达系统实测数据和仿真生成的杂波回波数据,研究了系统噪声与地杂波的产生机制,研究了如何对太赫兹雷达系统中的相位噪声进行抑制处理,来削弱其对太赫兹雷达系统发射端和接收端信号的影响,结合实测数据和仿真数据的太赫兹雷达杂波所符合的统计学分布特征。(4)针对太赫兹雷达地杂波的研究,基于太赫兹雷达系统设计了获取地杂波回波的实验,分析了三种工作带宽下的太赫兹雷达地杂波一维距离像;选取特定距离单元,对三种工作带宽对应的地杂波回波的时域波形进行统计分析,结合KL距离和卡方检验判定了太赫兹雷达地杂波回波所符合的统计特性。
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