[發明專利]多發多收穿墻雷達成像后前后墻振蕩一次多徑抑制方法

有效

• 申請號: 201710753420.0
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107589407B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 崔國龍;宋伊琳;郭世盛;黃鑫;曹凌霄;陳國浩;孔令講;楊曉波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292;G01S13/88;G01S13/89
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明公開了一種多發多收穿墻雷達成像后前后墻振蕩一次多徑抑制方法。其包括在得到原始的雷達圖像后，將原始雷達圖像進行二值化，提取出原始圖像內所有目標的中心值，計算目標電磁波的直接傳播距離和多徑傳播距離，并計算出歸一化多徑誤差系數和誤差門限值，從而對原始圖像的目標進行判定，最后剔除多徑假目標，實現多徑抑制，實現有效識別雷達圖像中的真實目標和它們的兩種前后墻振蕩一次多徑假目標，在抑制多徑假目標的同時不會造成真實目標的丟失，同時能夠完善地考慮單程多徑中的兩種不同多徑形態，對多徑抑制全面完整不出現遺漏，保證了穿墻雷達在密閉建筑物探測環境中的實用效果，為操作人員做出正確的決策提供了有力的保障。

技術領域

本發明屬于穿墻雷達成像技術領域，尤其涉及一種多發多收穿墻雷達成像后前后墻振蕩一次多徑抑制方法。

背景技術

穿墻雷達成像技術主要是利用電磁波穿透建筑物墻體等障礙物，對密閉的建筑物內的靜止或移動目標進行檢測、定位和識別，同時對建筑物布局進行成像，在反恐、公安執法、災難救援等領域具有重大的應用價值。理想情況下穿墻雷達在探測密閉空間時，發射出的電磁波信號僅僅經過目標的后向散射就回到接收機，因此接收機接收到的回波信號僅包含目標的回波信號；但在實際應用，信號很可能在傳播過程中還經過墻體、天花板或地板以及建筑物內其他物體的多次折射或反射，再被接收，因此接收到的回波信號中不僅僅有目標的回波分量和噪聲，還會包含多徑的回波分量，會導致在雷達成像中出現多徑假目標。

根據多徑的不同情況，在MIMO穿墻雷達中，將僅在發射時經過多徑傳播，在接收時直接由目標回到接收天線多徑假目標，或在發射時電磁波直接從接收天線傳播到目標，僅在接收時經過多徑回到接收天線的多徑，稱為單程多徑；在接收和發射時同時經由多徑路徑傳播的多徑，稱為雙程多徑。

前后墻振蕩一次多徑是MIMO(Multiple Input Multiple Output，多發多收)穿墻雷達應用中常見的典型的單程多徑，其多徑路線可能出現在發射天線-目標階段，也有可能出現在目標-接收天線階段，因此在聚焦成像時，多徑會分裂為兩個高亮區域，在沒有先驗信息的情況下，這兩個多徑假目標會導致虛警，并判別為兩個真實目標，嚴重影響穿墻雷達的成像質量。因此，密閉建筑物中穿墻成像對這類多徑假目標的抑制十分重要。

國內外許多大學以及研究機構均有許多關于多徑干擾抑制方法的研究。電子科技大學提出了一種基于子孔徑成像的多徑抑制方法(Z.X.Li,Y.Jia,et al,“A novelapproach of multi-path suppression based on sub-aperture imaging in through-wall-radar imaging”,IEEE Radar Conference,2013.)，該文章闡述了多徑的特性，即多徑位置隨著天線陣列移動而移動，但目標位置始終不變，只要將不同天線陣列的雷達成像進行相乘融合即可達到多徑抑制的目的。美國維拉諾瓦大學提出了一種基于點擴散函數的多徑抑制方法(Setlur P,Alli G,Nuzzo L.Multipath exploitation in through-wallradar imaging via point spread functions[J].IEEE Transaction on ImageProcessing.2013.)，它把多徑假目標反推并與其對應的真實目標關聯，將多徑假目標的幅度值轉而疊加到該真實目標上，在抑制多徑幅度的同時能夠提高目標位置的信雜比。國防科技大學提出了一種基于壓縮感知的多徑抑制方法(J.Wang,P.Wang,Y.Li,Q.Song andZ.Zhou,“AMultipath SuppressionTechnique for Through-the-wall Radar”,IEEEInternationalConference on Ultra-Wideband,2013.)，雷達回波可以看作是目標空間對環境傳輸函數的映射，因此在已知建筑物環境的情況下，可以重構傳輸函數，對雷達回波進行最小范數反轉，從而重構真實雷達圖像，避免多徑假目標。