非均勻墻體及封閉空間中穿墻雷達(dá)高分辨成像技術(shù)

穿墻雷達(dá)可對(duì)建筑、掩體和廢墟等進(jìn)行外部非入侵式探測(cè)，在反恐、警戒、救災(zāi)、醫(yī)療等場(chǎng)合具有重要作用。穿墻雷達(dá)現(xiàn)有研究中，成像多針對(duì)單層均勻墻體后的若干簡(jiǎn)單目標(biāo)，雜波抑制多針對(duì)墻體反射波和天線耦合波。穿墻雷達(dá)面臨的真實(shí)環(huán)境遠(yuǎn)比此類(lèi)簡(jiǎn)單場(chǎng)景復(fù)雜，電磁波在復(fù)雜場(chǎng)景中傳播所產(chǎn)生的嚴(yán)重雜波、多徑干擾以及傳播參數(shù)不確定等問(wèn)題，是當(dāng)前穿墻雷達(dá)研究的難點(diǎn)。 本課題針對(duì)非均勻墻體及封閉空間中穿墻雷達(dá)高分辨成像技術(shù)開(kāi)展研究。建立非均勻多層墻體的電磁傳播模型，反演墻體反射系數(shù)，研究未知墻體參數(shù)的估計(jì)方法；將期望最大算法與多傳感器信息觀測(cè)相結(jié)合，完成觀測(cè)與目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)，并基于多重假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行判決，從而抑制多徑引起的虛假目標(biāo)。 針對(duì)非均勻墻體參數(shù)估計(jì)問(wèn)題，首先分析了常見(jiàn)墻體建筑結(jié)構(gòu)的電磁波傳播模型，測(cè)試了6種常見(jiàn)介質(zhì)的介電常數(shù)，統(tǒng)計(jì)介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)和相對(duì)磁導(dǎo)率，得到結(jié)論：介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)實(shí)部比較平穩(wěn)，相對(duì)磁導(dǎo)率基本介于0.95～1.1之間，均為非鐵磁性介質(zhì)；其次，針對(duì)穿墻雷達(dá)成像算法對(duì)墻體參數(shù)特別是介質(zhì)介電常數(shù)依賴很大，但是實(shí)際墻體（非均勻介質(zhì)）無(wú)法得到準(zhǔn)確的介電常數(shù)的問(wèn)題，使用自由空間模型代替墻體模型，研究了兩種墻體參數(shù)補(bǔ)償算法：基于一二介質(zhì)算法對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)成像結(jié)果相位差統(tǒng)計(jì)分布函數(shù)最大值補(bǔ)償方法和頻點(diǎn)間相位互相關(guān)補(bǔ)償方法，并利用兩種補(bǔ)償方法得到成像結(jié)果。 針對(duì)封閉空間中多徑抑制問(wèn)題，在成像過(guò)程中引入期望最大算法，研究利用多幀觀測(cè)的空間分布信息，在迭代中最大化目標(biāo)觀測(cè)的對(duì)數(shù)似然函數(shù)期望，完成目標(biāo)位置狀態(tài)的估計(jì)，進(jìn)而得到“觀測(cè)－目標(biāo)”的關(guān)聯(lián)，并基于多重假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行判決，剔除多徑分量造成的鬼影。 在整個(gè)課題進(jìn)展過(guò)程中，課題組開(kāi)展了多次穿墻探測(cè)實(shí)驗(yàn)，包括雜波抑制實(shí)驗(yàn)、K波段、X波段成像實(shí)驗(yàn)、T型目標(biāo)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)、墻面不同區(qū)域反射回波差異性測(cè)量實(shí)驗(yàn)等，對(duì)本課題理論研究和方法改進(jìn)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證處理。 2100433B

穿墻雷達(dá)可對(duì)建筑、掩體和廢墟等進(jìn)行外部非入侵式探測(cè)，在反恐、警戒、救災(zāi)、醫(yī)療等場(chǎng)合具有重要作用。穿墻雷達(dá)現(xiàn)有研究中，成像多針對(duì)單層均勻墻體后的若干簡(jiǎn)單目標(biāo)，雜波抑制多針對(duì)墻體反射波和天線耦合波。穿墻雷達(dá)面臨的真實(shí)環(huán)境遠(yuǎn)比此類(lèi)簡(jiǎn)單場(chǎng)景復(fù)雜，電磁波在復(fù)雜場(chǎng)景（非均勻色散介質(zhì)和封閉空間）中傳播所產(chǎn)生的嚴(yán)重雜波、多徑干擾以及傳播參數(shù)不確定等問(wèn)題，是當(dāng)前穿墻雷達(dá)研究的難點(diǎn)。本課題針對(duì)非均勻墻體及封閉空間中穿墻雷達(dá)高分辨成像技術(shù)開(kāi)展研究。建立非均勻多層墻體的電磁傳播模型，反演墻體反射系數(shù)，研究未知墻體參數(shù)的估計(jì)方法；將期望最大（EM）算法與多傳感器信息觀測(cè)相結(jié)合，完成觀測(cè)與目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)，并基于多重假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行判決，從而抑制多徑引起的虛假目標(biāo)。本項(xiàng)研究將推進(jìn)穿墻成像技術(shù)的發(fā)展，使之能夠在更加貼近實(shí)際的環(huán)境中獲取圖像。

非均勻流是不滿足均勻流條件的流動(dòng)。

是與均勻流相對(duì)的概念，詳細(xì)內(nèi)容可以參考均勻流的詞條。

中文名稱

非均勻流

英文名稱

nonuniform flow

定　　義

流體的流速大小及方向沿程不斷變化的水流。

應(yīng)用學(xué)科

地理學(xué)（一級(jí)學(xué)科），水文學(xué)（二級(jí)學(xué)科）

在非均勻流中，摩阻力所做的功可能大于或小于所有其他作用力所做的功。非均勻流問(wèn)題在實(shí)用上很重要，要求解的問(wèn)題較多。對(duì)非均勻漸變流，可由能量方程推導(dǎo)出一般形式的微分方程和不同條件下的計(jì)算公式 。