IR-UWB近距离实孔径成像系统分辨率 - 哈尔滨工业大学学报.PDF

第４３卷　第９期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４３ Ｎｏ９ 　 　 ２０１１年９月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｓｅｐ．２０１１ 　　　　　　 ＩＲＵＷＢ近距离实孔径成像系统分辨率 黄冬梅，张钦宇 （哈尔滨工业大学 深圳研究生院，５１８０５５深圳，ｈｕａｎｇｄｏｎｇｍｅｉ＠１２６．ｃｏｍ） 摘　要：为了解决传统“窄带、远场”分辨率计算公式不再适用于超宽带极窄脉冲（ＩＲＵＷＢ）近距离实孔径 成像系统的问题，提出了一种新的分辨率的计算方法．通过对ＩＲＵＷＢ近距离成像原理的分析，推导了单天 线在距离向及横向分辨率的解析表达式，结合图像重建过程中信号叠加原理，提出了一种实孔径均匀线阵分 辨率的计算方法．通过对理想点目标成像结果的数值仿真，验证了该分辨率计算方法的正确性． 关键词：分辨率；超宽带极窄脉冲；实孔径天线阵；近场；成像 中图分类号：ＴＮ９８５ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１１）０９－００６７－０７ ＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆＩＲＵＷＢｎｅａｒｆｉｅｌｄｒｅａｌａｐｅｒｔｕｒｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ ＨＵＡＮＧＤｏｎｇｍｅｉ，ＺＨＡＮＧＱｉｎｙｕ （ＳｈｅｎｚｈｅｎＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，５１８０５５Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｃｈｉｎａ，ｈｕａｎｇｄｏｎｇｍｅｉ＠１２６．ｃｏｍ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ“ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ，ｆａｒｆｉｅｌｄ”ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｍｕｌａｓａｒｅｎｏｌｏｎｇｅｒ ｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒＩｍｐｕｌｓｅＲａｄｉｏＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ（ＩＲＵＷＢ）ｒｅａｌａｐｅｒｔｕｒｅｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｅｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏ ｃｏｍｐｕｔｅｔｈｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＯｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆＩＲＵＷＢｎｅａｒｆｉｅｌｄｉｍａｇｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｏｆ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎｄｏｗｎａｎｄｃｒｏｓｓｒａｎｇｅｆｏｒｓｉｎｇｌｅａｎｔｅｎｎａｗａｓｄｅｒｉｖｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｓｉｇｎａｌｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｉｍａｇｉｎｇ，ａｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｃｏｍｐｕｔｅｔｈｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｒｅａｌａｐｅｒｔｕｒｅｕｎｉｆｏｒｍｌｉｎｅａｒａｒｒａｙｗａｓｐｒｅｓｅｎ ｔｅｄ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｉｄｅａｌｐｏｉｎｔｔａｒｇｅｔｓｉｍａｇｉｎｇｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ；ＩＲＵＷＢ；ｒｅａｌａｐｅｒｔｕｒｅａｎｔｅｎｎａａｒｒａｙｓ；ｎｅａｒｆｉｅｌｄ；ｉｍａｇｉｎｇ 　　近些年，超宽带极窄脉冲（ＩｍｐｕｌｓｅＲａｄｉｏＵｌ 线阵中心线方向时，目标的图像会出现一定程度 ｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ，ＩＲＵＷＢ）实孔径成像系统，如探 的偏斜，此时通过传统的角度分辨率来分析与天 ［１－２］ ［５］ 底雷达、穿墙成像系统等备受关注 ．其中分辨 线阵孔径平行的横向分辨率亦不方便 ． 率的计算对成像系统设计、算法实施和实际成像 文献［６－７］基于非相干三角定位技术分别 过程非常重要．然而受到超宽带、近距离、实孔径 对超宽带雷达系统的分辨率进行了定性和定量的 的影响，系统工作于“窄带、远场”的假设条件不 分析，指出了“有限距离”下的距离分辨率是空