高频电磁波数学信号处理研究——在层状介质雷达信号处理中的应用

层状介质中的雷达信号处理研究 作者对数字信号处理的理论和方法进行了分析和研究，对把纯数字信号处理 领域内的新技术、新方法引入到高频电磁波信号处理中作了有益的尝试。在基于 对高频电磁波传播规律和对数字信号处理方法和原理的基础之上，作者将在地 震、大地电磁勘探、超声波检测、无损检测等领域内广泛应用的一些数字信号处 理技术引入到探地雷达的数字信号处理中，并将小波分频提取信号引入到探地雷 达的信号处理中，工程实践表明该方法确实可行有效。该方法的提出拓宽了小波 分析的应用领域，为更好地解决高频电磁波数字信号处理问题提供了新的思路。 作者将该方法融合到其它一些信号处理的流程之中，形成了一套独具特色的高频 电磁波信号处理方法。 本文首先以麦克斯韦方程组为中心，对高频电磁波在有耗介质中的传播规律 作了探讨，并以此知识为基础对探地雷达波的波场作了定性分析。文章其次对数 字信号处理的理论、常用方法和技术作了简要概述，并对小波分频提取信号和复 信号分析技术引入到探地雷达信号处理中的可行性做了分析。在分别介绍这些方 法时文章都附以实例验证了这些方法引入到探地雷达信号处理中的有效性。有了 以上这些知识和技术作基础后，作者重点对本文的中心：如何在高噪声背景条件 下提取出有效信号并对该信号进行处理这一问题提出了作者自己的解决办法。经 实践证明这些方法是行之有效的。为将这些方法和技术应用于工程实践，作者以 Vsual Basic和MATLAB为编程语言，将以上这些方法技术编成了数字信号处理 软件。该软件采用各功能模块独立设计，包括格式数据文件的读入、信号特征分 析、信号的处理和资料的成图可视化等功能模块。经过运行测试和多项工程实践 检验表明，该软件是能满足实际工作的需要的，对实际工程实践是具有一定的指 导意义的。