基于分層媒質(zhì)內(nèi)部反射的探地雷達(dá)信號處理方法研究.pdf

1、在道路工程領(lǐng)域,探地雷達(dá)(Ground Penetrating Radar,GPR)作為無損檢測的一種工具被用于探測道路的結(jié)構(gòu)與物理特征。雷達(dá)向地面發(fā)射電磁波,如果介質(zhì)的絕緣常數(shù)足夠大,那么每一個界面都會產(chǎn)生一個反射波。分析反射回波信號的目的是為了估計各回波信號的時延,地層的各結(jié)構(gòu)特征可以從回波的時延信息中得知。
　　 在本文中,我們考慮經(jīng)典的單層鋪設(shè)模型,傳統(tǒng)的信號模型只包括每個反射界面返回的直接反射波(主反射波),每一界面只

2、有一個主反射波。各個主反射波的幅度可以由各個反射界面各不相同的反射和透射系數(shù)來決定,這些系數(shù)可以由Fresnel方程計算得到。
　　 比較于傳統(tǒng)的模型,本文中我們考慮另一種把分層媒質(zhì)間多次反射波考慮在內(nèi)的新的信號模型。和主反射波不同,多次回波由各層媒質(zhì)內(nèi)部的多次反射波構(gòu)成。在文獻(xiàn)中對信號的幅度就行了仿真,新的模型則是具有幾何級數(shù)形式的集合。新模型中引入了一些非線性,之后將會對新模型進(jìn)行時延估計。
　　 參考文獻(xiàn)[34]中

3、給出了多種時延估計(Time Delay Estimation,TDE)的算法,快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform,FFT)由于其簡單而且具有很高的計算效率,所以被廣泛的應(yīng)用。但是FFT的分辨能力有限,當(dāng)兩個信號非常的接近時,FFT無法把它們區(qū)分開來。為了進(jìn)一步處理雷達(dá)信號,我們引入了高分辨力的多重信號分類算法(MUltiple SIgnals Classification,MUSIC)。
　　 當(dāng)信號

4、高度相關(guān)的時候,MUSIC算法就不能工作了,因為在實際中由于發(fā)射信號都來自同一信號源,所以不可能得到完全不相關(guān)的信號源。為了使MUSIC算法起作用,需要先對先對信號做一些空間平滑的預(yù)處理。于是我們得到改進(jìn)的算法(MUSIC-SSP,MUSIC-MSSP)?？臻g平滑的技術(shù)是基于求取分割的頻域子帶的均值而得到的。
　　 本文中,我們首先闡釋一些傳統(tǒng)算法,如信號模型的快速傅里葉變換。然后介紹MUSIC算法及其仿真結(jié)果。之后為了改善MU