超宽带穿透矿井塌方体的逆散射成像算法

郭继坤， 赵 清

(黑龙江科技大学 电气与控制工程学院, 哈尔滨 150022)

超宽带穿透矿井塌方体的逆散射成像算法

郭继坤， 赵 清

(黑龙江科技大学 电气与控制工程学院, 哈尔滨 150022)

超宽带信号经发射天线穿透塌方体，对井下目标进行成像。信号遇到不同组分的介质后发生反射效应，回波信号中掺杂了各种散射的杂波信号，导致无法准确成像。为了获取塌方体后目标物的电磁特性参数，提出了一种基于Born近似的逆散射成像算法。在该算法下，井下成像区域的塌方体介质电磁特性情况可以通过对目标物外部的电磁场进行反演获得，再将获取的电磁场参数进行Born近似化处理，从而推断出井下目标物的位置和形状等信息。仿真实验表明：在塌方体背景介质电导率极小时，该算法可以对目标物相关信息进行较为准确的重建；当塌方体介质电导率较大时,可以判断目标存在性问题。

超宽带； 煤矿井下； Born近似； 逆散射成像

0 引 言

超宽带(UWB)信号具有对信道衰落不敏感，穿透能力强、分辨率高和探测盲区小等优点，适合短距离传输和定位，可应用于矿井探测[1-2]。UWB信号的中心频率、井下障碍物的特性参数以及厚度、井下目标的信息都会对回波信号产生影响。障碍物传播特性分析、杂波抑制、动目标检测、成像算法及识别方法等相关技术都是UWB信号需要处理的关键问题。杨华忠等[3]给出了综合利用无线电波透视技术和地震槽波技术圈定煤层厚度异常区域的方法。……