【正文】 [14] Nikolaus Lehmann, Some Contributions on MIMO radar,Newark,New jersey Institute of Technology, Doctor thesis of Philosophy,2007.[15] James Irving，Rosemary Knight，Numerical modeling of groundpenetrating radar in 2D using MATLAB，Computers amp。[10] 粟毅、黃春琳、雷文太，探地雷達(dá)理論與應(yīng)用，北京: 科學(xué)出版社，2006年。[6] 黃玲，多輸入多輸出探地雷達(dá)方法研究，博士學(xué)位論文，吉林大學(xué)，2010年4月。[2] 雷文太、黃春琳、王懷軍等，合成孔徑與實(shí)孔徑雷達(dá)譜域成像算法對(duì)比分析，數(shù)據(jù)采集與處理，2010。(3) 文中提出了很多種算法技術(shù)，但是，各種算法都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，在今后的研究中，應(yīng)該結(jié)合各種算法綜合考慮，逐步完善成像算法。從MIMO雷達(dá)概念提出至今，人們對(duì)MIMO雷達(dá)各方面關(guān)鍵技術(shù)的研究日趨深入，MIMO 雷達(dá)的多方面性能優(yōu)勢(shì)也逐步得到證實(shí)。研究了MIMO雷達(dá)成像BP算法。模擬了探底雷達(dá)正演的成像過(guò)程。發(fā)射信號(hào)的中心波長(zhǎng)為0. 03 m，帶寬為200 MHz。為了便于對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行描述，以天線導(dǎo)軌方向?yàn)閤軸方向，以導(dǎo)軌的水平垂直方向?yàn)閥軸方向建立二維直角坐標(biāo)系。成像區(qū)域像素點(diǎn)（）的聚焦結(jié)果可以表示為： （4312）上述BP算法的成像處理包含三個(gè)過(guò)程：基頻包絡(luò)的時(shí)延調(diào)整， 載頻項(xiàng)的相位校正和數(shù)據(jù)相干疊加，具體的算法處理流程如圖46所示。區(qū)域劃分后像素點(diǎn)之間的間隔一般與分辨率相當(dāng)，因?yàn)殚g隔太大會(huì)造成圖像的欠采樣，影響成像質(zhì)量，而間隔過(guò)小又會(huì)加大算法的運(yùn)算量。應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)BP算法對(duì)MIMO雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行成像處理之前，首先對(duì)MIMO雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的時(shí)延曲線進(jìn)行分析。當(dāng)成像區(qū)域的像素點(diǎn)與目標(biāo)位置重合時(shí)，式(438)就會(huì)沿著目標(biāo)的時(shí)延曲線積分，實(shí)現(xiàn)相干疊加。 SAR BP算法基本原理BP算法最初是根據(jù)CT成像的投影切片理論推導(dǎo)出的一種SAR時(shí)域成像算法。 MIMO雷達(dá)反向投影算法 觀測(cè)信號(hào)模型假設(shè)MIMO雷達(dá)包含M個(gè)發(fā)射陣元和N個(gè)接收陣元，目標(biāo)與任一發(fā)射陣元和接收陣元之間的距離分別用和表示。上式是典型的傅立葉變換公式。對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)目標(biāo)，其回波將以平面波形式入射到陣列上，陣列輸出的信號(hào)矢量即為該回波場(chǎng)的空域采樣。而來(lái)源于計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)的反向投影( BP) 算法能夠直接進(jìn)行 M IMO 雷達(dá)成像處理，而不受天線陣列形式的限制。作為一種新體制雷達(dá)，MIMO雷達(dá)為去除回波信號(hào)的相關(guān)性提供了新的思路。在許多雷達(dá)領(lǐng)域的應(yīng)用中，不同目標(biāo)的回波往往是相關(guān)的，而且多徑雜波也會(huì)引入相關(guān)回波。第四章 數(shù)據(jù)處理167。采用剖面法沿測(cè)線采集41道雷達(dá)信號(hào)。F5最小為△x，f6最小為△y。（3）介質(zhì)和對(duì)象構(gòu)造命令:用不同的參數(shù)在模型中引入不同的介質(zhì)并構(gòu)造簡(jiǎn)單幾何形狀（4）激勵(lì)和輸出命令：用來(lái)放置源代碼及模型的輸出點(diǎn) line_source: f1 f2 str1 str2 f1和f2表示激勵(lì)源的幅度和頻率,str2是用戶的ID；analysis: i1 file1 c1 i1是模型運(yùn)行的次數(shù)，file1存放通過(guò)analysis：之后的所有結(jié)果，c1是單個(gè)字符，表示輸出文件是ASCII還是BINARY。geometry_file:。 ()C為光速，GprMax2D中計(jì)算△。 所有關(guān)于模型空間坐標(biāo)的參數(shù)單位是米。描述GprMax2D命令及其參數(shù)，遵循以下習(xí)慣：l F代表一個(gè)實(shí)數(shù)l i代表一個(gè)整數(shù)l c代表一個(gè)字符l str代表一個(gè)沒(méi)有空格的字符串l file代表文件名252。（2）背景介質(zhì)和目標(biāo)體的相關(guān)命令語(yǔ)句。待程序完全執(zhí)行完以后，安裝目錄下會(huì)生成兩個(gè)輸出文件，要特別注意的是，必須等程序完全執(zhí)行完以后才可以關(guān)閉執(zhí)行窗口，否則輸出文件是錯(cuò)誤的。GprMax可用來(lái)模擬電磁波在各向同性均勻介質(zhì)和Debye型色散介質(zhì)中的傳播以及電磁波和目標(biāo)物體的相互影響，進(jìn)而得到目標(biāo)物體的探地雷達(dá)地質(zhì)圖像。在SRSR算法基礎(chǔ)上，通過(guò)分析旁瓣抑制與頻譜外推的內(nèi)在關(guān)系，提出了一種MIMO雷達(dá)成像譜變形超分辨算法—SuperSRSR算法，相比于常規(guī)的超分辨率成像算法，SuperSRSR算法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、高效、對(duì)噪聲不敏感和非參數(shù)化。最后，結(jié)合收發(fā)正交線陣設(shè)計(jì)，提出了一種能夠有效實(shí)現(xiàn)窄帶MIMO雷達(dá)二維“方位方位”向成像的MIMO雷達(dá)OLARM算法。綜合傳統(tǒng)的距離多普勒(RD)算法和BP算法而提出的MIMO雷達(dá) RDBP算法，在保證成像質(zhì)量的同時(shí)，相比標(biāo)準(zhǔn)BP算法和TCCBP算法提高了成像處理的運(yùn)算效率。發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)場(chǎng)點(diǎn)目標(biāo)反射到第j個(gè)接收陣元上的信號(hào)為：（）167。 假設(shè)多相碼正交信號(hào)集中含有個(gè)信號(hào)，每個(gè)信號(hào)有L個(gè)子脈沖，每個(gè)子脈沖的相移數(shù)為P，每個(gè)子脈沖寬度為T，則正交多相碼信號(hào)集可表示為：（）（）（）信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)為：（）為了提高發(fā)射信號(hào)的距離分辨率，理想的自相關(guān)函數(shù)滿足，當(dāng)k=0時(shí)，R（,k）最大，其他情況自相關(guān)函數(shù)接近于零。正交信號(hào)的中心頻率不一定是相同的。圖23列出了幾種典型的MIMO虛擬陣列結(jié)構(gòu)，其中（a）、（b）用收發(fā)分置天線，但收發(fā)天線均分布在較小范圍內(nèi)，目標(biāo)遠(yuǎn)場(chǎng)假設(shè)仍然成立，以便實(shí)現(xiàn)多天線間的相參處理。（j=1,2，…，NR）為第j個(gè)接收陣元在直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，[]T表示轉(zhuǎn)置運(yùn)算。 MIMO雷達(dá)基本模型 虛擬陣列 虛擬陣列是MIMO雷達(dá)的一個(gè)基本概念，假設(shè)一個(gè)由NT個(gè)發(fā)射陣元和NR個(gè)接收陣元組成的陣列。Ma和Wang分別研究MIMO雷達(dá)收發(fā)垂直布陣窄帶成像。Roberts等用IAA(Iterative Adaptive Approach，一種基于加權(quán)最小二乘的迭代自適應(yīng)方法)來(lái)完成MIMO雷達(dá)成像，并分別給出了IAA方法的RangeDoppler圖像和AngleRange圖像，通過(guò)與 DAS(DelayAndSum)獲得的圖像作對(duì)比，證明IAA方法具有高分辨能力，同時(shí)還證明了MIMO 陣列的多普勒和角度分辨能力都比SIMO(SingleInput and MultipleOutput)陣列高。MIMO雷達(dá)的虛擬陣元和實(shí)際物理陣元是同時(shí)空間并存的，不同于時(shí)間積累所得的合成孔徑。二者兼有的成像技術(shù)包括ARTINO(Airborne Radar for Threedimensional Imaging and Nadir Observation)。 正交波形是MIMO雷達(dá)的一種基本波形，下面以正交多相碼信號(hào)為例，介紹MIMO雷達(dá)的基本原理及特性，并引入 MIMO 雷達(dá)信號(hào)模型。緊湊式MIMO雷達(dá)與傳統(tǒng)雷達(dá)相比有許多優(yōu)勢(shì) 綜上所述，MIMO雷達(dá)概念的實(shí)現(xiàn)形式如圖124所示， 圖中將SIAR和泛探雷達(dá)作為MIMO雷達(dá)的兩種特例。根據(jù)收發(fā)分集的組合形式，分布式MIMO雷達(dá)分為三種：發(fā)射分集MIMO雷達(dá)、接收分集MIMO雷達(dá)、收發(fā)全分集MIMO雷達(dá)(又稱統(tǒng)計(jì)MIMO雷達(dá))。觀測(cè)復(fù)雜起伏目標(biāo)時(shí)，雷達(dá)觀測(cè)角度的細(xì)微變化可能會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)RCS數(shù)十分貝的變化，分布式MIMO雷達(dá)利用大間距天線陣從多個(gè)角度獲得相互獨(dú)立的多路目標(biāo)回波。圖122 概念模型圖123 基本構(gòu)成MIMO雷達(dá)的天線陣元間距沒(méi)有特別限定，可以是密集或稀疏布陣，發(fā)射正交信號(hào)波形，廣域覆蓋空間范圍。MIMO 雷達(dá)的搭載平臺(tái)多種多樣，可以是地基、機(jī)載或星載等平臺(tái)。MIMO技術(shù)成功之處是成倍地提高了通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率而沒(méi)有增加帶寬。泛探雷達(dá)的中心思想是可以隨時(shí)探測(cè)任何時(shí)間、任何空間，并能夠在覆蓋空間范圍提供連續(xù)不間斷的多種功能。1989 年，Dorey 等提出了一種全新體制的SIAR，西安電子科技大學(xué)雷達(dá)信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)室和中電科技集團(tuán)第38所合作研制出了稀布陣SIAR 試驗(yàn)系統(tǒng)。該雷達(dá)綜合利用陣列和分集技術(shù)，引入了遠(yuǎn)多于實(shí)際物理陣元數(shù)目的觀測(cè)通道與自由度，并且在信號(hào)層進(jìn)行多通道回波數(shù)據(jù)處理，從而在目標(biāo)檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)以及成像識(shí)別等性能上比傳統(tǒng)雷達(dá)有了很大改善與提高。 基本原理探地雷達(dá)利用高頻電磁波（1MHz～1GHz）以寬頻帶短脈沖的形式通過(guò)地面發(fā)射天線（T）將信號(hào)送入到地下，經(jīng)地層界面或者目的體反射后再返回地面由接收天線（R）接受電磁波的反射信號(hào)，通過(guò)分析電磁波反射信號(hào)的振幅特征和時(shí)頻特征來(lái)了解地層或者目的體的特征信息。第二個(gè)問(wèn)題雖然可以通過(guò)提高探地雷達(dá)系統(tǒng)和天線系統(tǒng)來(lái)提高其探測(cè)性能，但實(shí)現(xiàn)高性能探測(cè)的成本非常高。70年代以后，電子技術(shù)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代處理技術(shù)的應(yīng)用使得許多商業(yè)化的探地雷達(dá)系統(tǒng)先后問(wèn)世，具有代表性的有GSSI（美國(guó)地球物理探測(cè)設(shè)備公司）的SIR系統(tǒng)、SSI（加拿大探頭及軟件公司）的pulseEKKO系列、SGAB（瑞典地質(zhì)公司）的RAMAC鉆孔地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)以及OYO（日本應(yīng)用地質(zhì)株式會(huì)社）的GEORADAR系列，同時(shí)還不斷擴(kuò)大了探地雷達(dá)的應(yīng)用范圍，已經(jīng)覆蓋了礦產(chǎn)資源勘查，考古，工程質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)，巖土工程測(cè)試，環(huán)境工程等諸多領(lǐng)域。1910年，德國(guó)人Leimbach和Lwy闡明了探地雷達(dá)的基本概念。 引言 15167。 引言 12167。 MIMO雷達(dá) 2第二章 陣列成像算法概述 6167。雷達(dá)成像最關(guān)