杨忠委 郭聪隆 孙浩然 兰 天 杨小鹏

(1. 北京理工大学信息与电子学院, 北京 100081; 2. 北京理工大学重庆创新中心, 重庆 401120)

1 引言

探地雷达偏移成像技术通过改变雷达回波中能量的分布情况,可以更为直观地表现出地下场景及其中目标的几何或物理特征,大幅降低了目标检测和识别的难度,便于目标解译工作的开展。伴随着雷达成像技术的飞速发展,国内外学者提出了许多探地雷达偏移成像算法,并取得了很好的应用效果[1-2]。但这些算法均是建立在介质参数已知的条件下,当介质参数未知时,将会产生成像散焦和深度偏移等问题。为解决此类问题,国内外学者研究了介质参数测量方法[3-5]。Ahmad等基于高阶统计特性提出了一种自聚焦成像算法,当介质参数估计误差较小且目标处于远场区时能够取得很好的自聚焦成像效果[6]。崔国龙等提出了用于时分MIMO穿墙雷达的后向投影成像算法,通过建立介质参数已知条件下的目标回波模型,使用费马定理和斯涅耳定律计算聚焦补偿量,然后通过后向投影算法获得高质量图像[7]。Dehmollaian与Sarabandi通过求解非线性优化问题得到介质参数,然后使用合成孔径成像算法来实现目标的自聚焦成像[8]。但以上这些算法往往存在计算复杂度大且稳定性差等问题。

基于逆时偏移成像的思想,本文提出了一种探地雷达快速自聚焦成像算法。由于逆时偏移不存在对波动方程的近似,允许电磁波在任意方向进行传播,能够对任意类型的电磁波场进行成像,因此逆时偏移成像算法相比其他偏移方法具有无法比拟的优越性[9-11]。……