[發明專利]一種用于穿墻雷達的合成孔徑成像優化處理方法、裝置

有效

• 申請號: 201811353065.9
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109298422B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 楊博;唐良勇;龔赟;胡俊;王生水;韓乃軍;韓明華
• 申請（專利權）人: 湖南華諾星空電子技術有限公司
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S13/88
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;胡君

本發明公開一種用于穿墻雷達的合成孔徑成像優化處理方法、裝置，該方法步驟包括：S1.使用穿墻雷達對目的區域進行探測，獲取得到多通道回波信號；S2.將多通道回波信號中各通道回波域信號分別進行成像并進行相干疊加，得到圖像域數據；S3.對圖像域數據進行聚焦處理以將目標的區域的能量進行一次能量聚焦，得到優化處理后的圖像域數據輸出；該裝置包括回波信號獲取模塊、多通道相干成像模塊以及圖像域聚焦優化模塊。本發明具有實現方法簡單、能夠實時抑制穿墻雷達合成孔徑圖像中雜波，減少虛警率且不損失目標能量等優點。

技術領域

本發明涉及穿墻雷達技術領域，尤其涉及一種用于穿墻雷達的合成孔徑成像優化處理方法、裝置。

背景技術

穿墻雷達利用電磁波的穿透性及傳輸特性，可穿過墻體等非金屬介質對墻后區域進行探測，通過對墻后區域的回波信號進行一系列數據處理，可探測跟蹤多個隱蔽人體目標，因而被廣泛應用于城市巷戰、反恐斗爭、和災后救援等軍事民事領域。在探測過程中，采用傳統的如后向投影(Back Projection，BP)算法得到的圖像中，目標周圍還會殘留一些橢圓線的雜波從而易造成虛警，同時圖像的信號曲線不平滑也會出現很多毛刺信號帶來的干擾，進而影響建筑物內目標的精確檢測和判斷，因此針對穿墻雷達的探測信號需要優化信號質量，其中關鍵即為抑制雜波。

針對雷達信號的雜波抑制目前通常是基于仿真階段的處理方法，并不是針對實際探測環境，所取的環境都較為理想，而實際應用時雷達所處探測環境較為復雜，該類雷達信號處理方式的處理性能不佳，并不能有效的濾除實際探測環境中的雜波信號。

有從業者提出使用多徑機理分析來實現穿墻雷達室內多徑抑制，即首先分析室內多徑信號傳播模型，得到室內常見的兩種多徑回波信號分量：目標和墻體之間的多徑分量、目標之間的多徑分量；然后基于雙圓解析表達式求得任意兩圓交點的位置，并詳細分析交點位置與孔徑大小以及孔徑中心位置之間的關聯性，再通過求解交點聚焦后散射區域的中心位置得到虛假像的位置隨子孔徑移動而改變的結論；最后利用虛假像的中心位置以及能量在不同位置或不同大小的子孔徑內變化大的特點，采用子孔徑雙層融合法抑制多徑虛假像。但是上述雷達處理方法基于多徑機理來實現多徑抑制，需要依賴模型分析及大量的計算過程，實現復雜、成本較高且效率低，不適用于實時性要求高的場合，且仍然無法濾除BP成像中橢圓線等的雜波而造成虛警。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種實現方法簡單、能夠實現穿墻雷達合成孔徑圖像中雜波實時抑制，減少虛警率且不損失目標能量的用于穿墻雷達的合成孔徑成像優化處理方法、裝置。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種用于穿墻雷達的合成孔徑成像優化處理方法，步驟包括：

S1.回波信號獲取：使用穿墻雷達對目的區域進行探測，獲取得到多通道回波信號；

S2.多通道相干成像：將所述多通道回波信號中各通道回波域信號分別進行成像并進行相干疊加，得到圖像域數據；

S3.圖像域聚焦優化：對所述圖像域數據進行聚焦處理以將目標的區域的能量進行一次能量聚焦，得到優化處理后的圖像域數據輸出。

作為本發明方法的進一步改進：所述步驟S3中使用繞射疊加算法對所述圖像域數據進行聚焦處理。

作為本發明方法的進一步改進：所述使用繞射疊加算法對所述圖像域數據進行聚焦處理時，先根據虛擬孔徑進行路徑重構，形成長度小于預設閾值的一小段反拋物線，得到重構路徑，由所述重構路徑與目標的區域重合實現目標的能量聚焦。

作為本發明方法的進一步改進：所述進行路徑重構時，根據雷達到目標的距離確定所述圖像域數據中所需聚焦的目的點，沿著方位對目的點進行路徑重構，得到重構路徑；將所述重構路徑上各點的能量進行疊加處理并作為目的點處能量，實現目的點處的能量聚焦。