基于近程全息成像的目标毫米波散射特性基础研究

目标的毫米波散射特性是毫米波雷达进行目标探测的重要参数。目前，对于满足目标远场条件散射特性的研究已相当成熟，但是在近程条件下，由于目标各散射点回波的干涉而产生"角闪烁"效应，目前还没有很好的解决方法。而近程毫米波全息成像技术正是利用干涉效应进行成像，全息技术能够在波数域完全补偿近距离电磁波的波前球面弯曲，获得目标的高分辨三维像。研究不同形状目标的高分辨成像算法，在此基础上对近程或超近程不同物理属性目标的散射特性进行建模分析，为目标的毫米波散射特性研究提出新思路。同时也为目标像的恢复和识别提供先验条件。

目标的毫米波散射特性是毫米波雷达进行目标探测的重要参数。目前，对于满足目标远场条件散射特性的研究已相当成熟，但是在近程条件下，由于目标各散射点回波的干涉而产生“角闪烁”效应，目前还没有很好的解决方法。本项目针对该问题，提出采用新的算法来代替传统的探测方法。借鉴微波全息成像和近场声全息成像理论，分析了毫米波近程目标二维、三维散射成像原理，重点研究了适应不同应用背景的成像算法，研究结果表明傅立叶变换成像算法具有简单方便的特点，适合对简单规则目标成像。首次将波数域外推方法引入到毫米波近程目标成像中，该算法主要针对大目标成像的问题，在不增大原有测量面口径的情况下，有效的抑制了由卷绕效应和Gibbs效应带来的成像误差。在此基础上对距离未知目标的成像算法进行了分析，引入双正交傅立叶变换（BFT）来求取调频斜率，从而确定目标距离，进行精确成像。本项目还对规则曲面（球面和柱面）及非规则曲面的全息成像算法进行了研究，介绍了边界元成像算法，可以重建任意形状的目标像。但由于算法过程中建立的传递矩阵严重病态，因此需要对目标像重构过程进行正则化处理，增加约束条件，进一步提高目标像的精度。最后对近程或超近程不同物理属性目标的散射特性进行建模分析，为目标像的恢复和识别提供先验条件。