《極化混沌雷達實現非金屬管道的高靈敏探測》是依託太原理工大學，由李靜霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：極化混沌雷達實現非金屬管道的高靈敏探測
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李靜霞
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
地下管線探測是城市地下工程建設的必須環節。在其各種探測方法中，探地雷達因在不破壞地表結構的情況下即可獲知地下未知區域的管線信息，極具套用前景。金屬管線因與周圍環境的介電常數差異明顯，因此利用探地雷達可以實現高靈敏探測；而探地雷達對非金屬管線的探測率低，原因是非金屬與周圍環境介電常數差異小，微弱的回波被干擾信號淹沒。. 本項目提出一種面向非金屬管道檢測的極化混沌雷達法。擬採用極化混沌信號作為探測信號，利用相關法實現對非金屬管線的定位。由於混沌信號抗干擾能力強，而通過調整天線的極化狀態同樣能夠抑制干擾，使得系統的抗干擾能力得到了顯著地提高，進而提高了系統的信噪比和對非金屬管道的探測靈敏度。此外，由於回波中包含了各個方向的極化信息，獲得的目標散射信息更加完整，有助於提高對目標的識別率。. 本方案的實現有望發展一種新的基於極化混沌的雷達檢測技術，為城市地下非金屬管道探測提供新的方法。
結題摘要
地下管線探測是城市地下工程建設的必須環節。在其各種探測方法中，探地雷達因在不破壞地表結構的情況下即可獲知地下未知區域的管線信息，極具套用前景。金屬管線因與周圍環境的介電常數差異明顯，因此利用探地雷達可以實現高靈敏探測；而探地雷達對非金屬管線的探測率低，原因是非金屬與周圍環境介電常數差異小，微弱的回波被干擾信號淹沒。本項目圍繞如何提高雷達的抗干擾性能，進而提高對非金屬管線的檢測率開展研究，主要包括：寬頻混沌信號的產生機理與最佳化設計，基於寬頻混沌探地雷達的地下管線探測，混沌信號的噪聲抑制算法以及雷達系統的最佳化。針對上述三項研究內容獲得以下結果： （1）研製了寬頻混沌信號發生器，產生了具有理想相關特性、高斯型零均值和速率可調混沌信號作為探測信號。 （2）利用寬頻混沌雷達，並結合均值濾波算法和後向投影成像算法，實現對地下管線的探測。該方法同脈衝體制雷達、步進頻率體制雷達相比，提高了系統的抗干擾性能，進而提高了對非金屬管線的探測率。 （3）最佳化雷達系統，採用寬頻格雷互補碼作為雷達探測信號，顯著地提高了系統的信噪比，提高了對弱目標的識別能力。 項目成果顯著提升了非金屬管線的探測率，為城市地下管線的信息化建設以及城市管線的規劃、建設和管理提供可靠的依據，從而減輕、減少管線事故。項目執行期間，在本項目的資助下總計發表論文15篇，其中SCI、EI論文14篇；申請國家發明專利12項，其中已授權專利7項；培養6名博士和碩士研究生。
