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CST太赫兹雷达光滑版结构成像仿真与特性分析

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2025-03-03 | 108 次浏览 | 分享到:

1. 光滑版结构目标建模与散射回波计算

1.1 回波背景结构——光滑表面圆板

 

CST太赫兹雷达光滑版结构成像仿真与特性分析 

1. 光滑表面圆板

1. 光滑表面圆板用来作为细微结构的背景,圆板半径 62.5px,厚度为 2mm。

 

2. 光滑表面圆板结构仿真与特性分析

仿真参数设定中,带宽均为40GHz,通过分别改变方位、俯仰角,以及观测平面,利用

控制变量法来分析细微结构特性。

 

通过对太赫兹雷达特性的描述,建立其模板,与实际检测到的目标进行匹配;或者提

出一种描述其成像特性的方法,将实际成像特性进行处理,分析并分类。

 

2.1 回波背景结构——光滑板

图所示为光滑表面圆板的成像结果。带宽为 40G,频率范围为 580-620GHz。视线垂直

于圆板顶端入射,俯仰角为 60°,在距离向所加窗函数为 Kaiser 窗,成像平面为z = 0平面。当方位角为 0°到 359.64°时(b-a),方位向和距离向均对应圆板直径大小 50mm,圆板边缘镜面反射明显,而图像中间明显的圆点是相干斑叠加的结果,圆点周围的圆环是回波随相对距离大小叠加的周期成像结果,同时成像也正好与圆盘垂直照射时的成像结果一致;当方位角为 0°到 9.64°时(b-b),成像尺寸与目标大小一致,并且近端镜面反射明显,而远端回波不明显,方位向存在旁瓣。当方位角为 40°到 49.64°(b-c),以及115°到 124.64°(b-d)时, 成像尺寸均与目标大小一致,且特性与(b-b)类似,同时散射点的机理也相同,且由圆板的对称性可知其他角度成像结果与上述结果相类似。

 

CST太赫兹雷达光滑版结构成像仿真与特性分析 

2. 光滑表面圆板成像结果十字结构

 

下图为方位角 0°~180°,带宽 25.2GHz,4.8 米距离外的成像,其可以验证以上仿真结论。

 

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3. 圆形铝板及其成像

 

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4. 光滑距形板及其成像

 

当入射波与圆板半径和厚度夹角互余时,即俯仰角为 85.4°左右时,会出现十字结构

图像,且该图像不会与细微结构的变化明显相左。

 

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5. 十字结构入射夹角

 

如下图,俯仰角小于 85.4°圆板结构,可以明显观测到十字状结构。

 

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6. 圆板结构 1

 

7 所示,斜向圆斑应该和圆板厚度一致,俯仰角的大小方向决定圆斑倾斜方向:0~90、180~270 向左倾斜; 90~180、270~360 向右倾斜;0、90、270 和 360 度分别为其临界值,相交为条形色斑,故 0~360 叠加成一斜向十字状。

 

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7. 小范围方位角圆板结构

 

此斑出现的原因与俯仰角相关,入射波垂直于圆板棱边切线时,圆板外壁散射明显。如图8,此时,入射波垂直于圆板棱,又垂直返回,便没有圆板中心图像的叠加十字结构也有可能与 CST 软件仿真平台的计算精度,或者软件本身引起。

 

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8. 圆板结构 2

 

资料来源:达索官方

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