【摘要】：隨著橋梁和建筑行業(yè)的飛速發(fā)展,微形變監(jiān)測技術對橋梁和大型建筑物的健康普查和災害預防具有重要意義。與傳統(tǒng)微形變監(jiān)測方法相比,微波干涉測量法具有高精度,非接觸式遠距離測量和實時測量等無可比擬的優(yōu)勢。本文主要基于步進頻率連續(xù)波、干涉測量技術以及合成孔徑雷達的基本理論,分別對一維目標微形變檢測系統(tǒng)和二維目標微形變檢測系統(tǒng)進行設計和仿真驗證,測量精度可達亞毫米級。本文首先介紹了基于步進頻率連續(xù)波的微波干涉測量法的基本理論,為微形變檢測系統(tǒng)的設計提供理論依據(jù)。提出了兩種去除采樣冗余的算法解決一維距離像過程中存在的采樣冗余問題,其中一種是末點法,另一種是全點法。微波干涉測量法通過比較不同時刻相同目標回波信號的相位差來獲取目標的微形變,本文分析了干涉測量過程中存在的倒π問題并詳細介紹了兩種解決方法——共軛相乘法和坐標軸旋轉法。然后,利用微波干涉測量法設計了一維點目標微形變檢測系統(tǒng)。一維點目標微形變檢測過程分為一維點目標距離測量過程和一維點目標微形變測量過程。一維點目標距離測量主要依據(jù)步進頻率連續(xù)波的高距離分辨率原理,通過對回波信號進行混頻濾波、采樣量化以及傅立葉逆變換等一系列數(shù)字信號處理來獲得高分辨率一維距離像進而確定目標位置。一維點目標微形變測量是對一維距離像上的目標點進行多次測量,比較不同時刻的回波相位,實現(xiàn)對目標的微形變實時測量。最后,利用Matlab對一維目標微形變測量系統(tǒng)進行仿真分析。最后,在一維點目標微形變測量系統(tǒng)的基礎上設計二維點目標微形變測量系統(tǒng)。二維目標微形變測量系統(tǒng)與一維目標微形變測量系統(tǒng)的主要區(qū)別在于:利用合成孔徑雷達技術完成了對方位向目標的測量。二維點目標微形變測量系統(tǒng)的測量過程可分為二維點目標成像過程和二維點目標微形變測量過程。二維微形變測量系統(tǒng)利用后向投影算法對二維目標進行成像,利用成像確定位置后再采用干涉測量進行微形變檢測。最后同樣利用Matlab對二維點目標微形變檢測系統(tǒng)進行仿真分析。
【圖文】：

功率及角分辨率。S 波段外部噪聲也不高，而且不需要大尺 波段介于 S 和 X 波段之間，能夠很好地實現(xiàn)精密追蹤、空段能夠在空間應用方面發(fā)揮重要作用主要得益于它不要笨就能夠滿足它的需求。K 波段由于吸收性強，能夠測量的范系統(tǒng)。以水蒸氣的吸收諧振頻率為界，將 K 波段分為 Ku 波于水蒸氣的吸收諧振頻率的是 Ku 波段，頻率高于水蒸氣的通常檢測雷達多用 Ku 波段，因為頻率較高時，雨點雜波

第 2 章 微形變檢測的技術原理2.3 步進頻率連續(xù)波2.3.1 步進頻率信號基本理論步進頻率信號是一系列窄帶脈沖組成的合成寬帶信號，能夠獲得高分辨率，在降低雷達體積、重量和成本方面具有顯著作用[26]。步進頻率信號是頻率步進的頻域信號，可以通過頻域信號處理方法對其進行處理和分析。步進頻率信號的實質是線性調頻信號的離散化形式，是以一定步長連續(xù)變化的 N 個正弦（或余弦）信號序列，主要分為脈沖和連續(xù)波兩種信號形式。脈沖信號是在每個頻率上發(fā)射一個窄帶脈沖信號，，脈沖信號體制下信號源的結構相對復雜，但其脈沖本身具有解算距離的能力，能夠求解距離模糊，所以可以測量更遠的距離。連續(xù)波信號是在頻率變化之間信號持續(xù)發(fā)射，信號能量大，能夠降低對發(fā)射機峰值功率的要求，但不能計算距離模糊，作用距離相對近一些[27]。步進頻率脈沖信號和步進頻率連續(xù)波的頻率時間圖和信號波形圖如圖 2.3 和圖 2.4 所示：
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU196.1;U446

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本文編號：2616046