一种超宽带FMCW穿墙雷达的多目标成像方法技术

本发明专利技术提供了一种超宽带FMCW穿墙雷达的多目标成像方法，使用软件方法对收发天线间的耦合进行抑制，通过基于背景估计的杂波去除，改善了FMCW穿墙雷达应用中收发天线耦合严重导致近距离目标无法识别的问题，同时该算法计算复杂度较低，能够在使用小型MIMO天线阵和较少计算量的情况下得到高分辨、实时性的穿墙多目标成像结果，为小型化FMCW穿墙雷达的实时高精度成像提供了有效技术支持。精度成像提供了有效技术支持。精度成像提供了有效技术支持。

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带FMCW穿墙雷达的多目标成像方法


[0001]本专利技术属于雷达成像
，具体涉及一种超宽带FMCW穿墙雷达的多目标成像方法。

技术介绍

[0002]无论是涉及国家安全的军事用途或是测距、防撞等民用
都离不开作为核心部件的雷达传感器系统。近年来随着元器件水平的不断提升，电路设计、天线设计等相关技术日益突破和成熟，超宽带雷达在军事、安防、家居、救援、健康管理等领域得到了广泛的应用。
[0003]超宽带雷达相较于毫米波雷达，最大的优势在于穿透性强，不仅仅可以用在充满雾，烟，灰尘等低能见度的环境中，而且也可以穿透钢筋混凝土墙等大型障碍物。但是受限于天线阵体积，射频前端的复杂度，还有成像精度，超宽带成像雷达一直没有被广泛的开发和应用。
[0004]目前的超宽带雷达多采用脉冲体制和步进频体制，超宽带脉冲雷达可以实现较高的空间分辨率，但会受到脉冲宽度和雷达信号峰值强度的限制；步进频连续波(SFCW)雷达广泛应用于穿墙研究，它可以利用较窄的瞬时带宽实现较大的系统带宽，从而获得更好的距离分辨率。与FMCW(Frequency本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超宽带FMCW穿墙雷达的多目标成像方法，其特征在于，包括：第一步、接收FMCW雷达的原始回波数据：确定FMCW雷达系统参数，接收各天线原始回波数据，形成原始回波数据矩阵M
N
×
M
：其中，N为虚拟MIMO阵列阵元数，M为采样快拍数,M
N
×
M
的第n行、第m列表示第n个天线接收到的第m个采样点的数据，n＝1,2,...,N,m＝1,2,...,M；假设回波数据包含H个目标，则矩阵M
N
×
M
中任意一列的第m个采样点的数学表达式为：其中，∑表示求和符号，F
s
为采样率，和分别为第h个目标的拍频信号频率和初始相位；第二步、抑制收发天线间的耦合，具体步骤为：1)、对数据矩阵M
N
×
M
每一行作Chirp
‑
Z变换，获得细化后的频谱矩阵M'
N
×
NCZT
，其中，NCZT为Chirp
‑
Z变换点数；2)、对M'
N
×
NCZT
中的每一个数据点取模运算，对每行数据依次进行谱峰搜索，按照预设的门限值对搜索到的谱峰进行门限判别，记录第一个符合条件谱峰的频率和相位，分别保存于向量L
N
×1和3)、对每个接收天线建立数字混频器，其表达式为：其中，L
n
和分别表示向量L
N
×1和的第n行，将生成的混频器存放入大小为N
×
MDE矩阵N
N
×
M
中，求矩阵M
N
×
M
和N
N
×
M
的Hadamard积，获得抑制耦合后的数据矩阵S
N
×
M
；第三步、背景杂波抑制：对矩阵S
N
×
M
的每一行进行Chirp
‑
Z变换，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶修竹，郭宇超，方霄，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：