基于FDTD的空间步进频雷达煤层异质区探测正演分析

针对传统井下单发单收探测雷达存在的探测分辨率低、获取数据信息量少的问题,提出将多输入多输出体制下的空间步进频雷达用于井下探测。采用时域有限差分的方法,通过设置发射天线将空间步进频信号引入计算空间,结合采空区、富水区、薄泥岩层三种异质区模型,利用时间迭代的方式求解信号在模型空间的正演结果。仿真结果表明,采空区与薄泥岩层均表现为二次反射,但采空区的回波更强,富水区仅表现为一次反射,信号在富水区的衰减最为迅速,泥岩次之,采空区的衰减最小。该研究对后续空间步进频雷达用于井下实际探测提供了一定的参考。

多径环境下空间步进频雷达二维稀疏估计

针对多径效应导致目标距离-角度二维超分辨率估计性能严重下降的问题,提出了一种基于时间反转(Time Reversal,TR)的空间步进频雷达二维稀疏估计方法。根据空间步进频雷达的多径回波信号特性,建立了基于TR的距离和角度联合的等效接收信号模型;利用基于时间反转的二维稀疏渐进最小方差算法(TR-2D-SAMV)实现目标距离-角度的二维联合估计。仿真实验表明,所提方法在少快拍和低信噪比的复杂多径环境下可以消除大量的虚假谱峰,准确分辨直达信号和多径信号,相对于TR-CAPON和TR-MUSIC算法,能够有效利用多径能量进一步提高回波信噪比,具有良好的测距和测角性能。

空间步进频雷达多参数联合稀疏估计方法

在复杂环境下,由于少快拍、低信噪比和相干信号导致目标距离-角度二维超分辨估计性能下降,误差增大,本文提出了一种基于空间步进频雷达的距离-角度二维稀疏估计方法。该方法根据空间步进频雷达的回波特性得到距离和角度联合的等效接收信号模型;然后利用迭代的加权lq-范数的稀疏渐进最小化方差方法获得距离-角度二维功率谱估计。仿真结果表明,所提方法可以准确地实现目标距离-角度的二维估计,相对于MUSIC,lq-SIM和SAMV方法,本文方法在小样本和低信噪比情况下具有较高的估计精度,并且对相干目标仍具有较好的性能。