穿墙定位雷达静止人体目标的信号处理

穿墙定位雷达作为一种新型雷达,在灾害搜救,反恐等军事领域有着广泛的应用前景,因此引起了人们的众多关注.其探测目标分为运动和静止状态的人体,相对运动目标人体静止目标的探测定位信号处理要复杂很多,对静止目标人体的探测定位是本文讨论的重点.在文中较为详尽的叙述了穿墙定位雷达中静止目标人体定位的整个信号处理过程,从原始雷达数据的获取到雷达信号的预处理,再到静止目标人体特征信号的提取及判别直至对静止目标人体的定位,特别是在静止目标人体特征信号的提取上采用了现代信号处理方法中的奇异值分解法和自适应最小均方误差滤波方法,取得了很好的效果,文中并对这两种处理方法的优缺点进行了分析比较,最后给出了静止目标人体的定位实验结果,验证了文中所述的信号处理方法的有效性和可行性.     

超宽带穿墙雷达对人体动目标探测的实验研究

分析超宽带穿墙雷达动目标检测原理,提出一种新的自适应背景相消方法用于抑制强杂波干扰.介绍了超宽带穿墙雷达实验系统,利用该系统对非金属墙壁后人体动目标进行探测实验,并分别针对处于不同运动状态目标的实验数据进行分析.实验结果表明,超宽带穿墙雷达对非金属墙体具有较强的穿透性,对墙后处于径向运动、原地静止、原地体动及切向运动等运动状态的人体目标均具有较好的探测能力,提出的动目标检测算法能够适应复杂环境的应用.     

基于小波与EMD级联的穿墙雷达动目标检测

超宽带穿墙雷达受墙体对电磁波衰减作用,目标的反射回波很弱,提出一种基于小波与EMD级联的方法检测,用于提高信噪比和信杂比。介绍了穿墙雷达实验系统,对墙后人体运动目标进行探测实验,获得实测数据进行分析。实验结果表明,超宽带穿墙雷达对非金属墙体具有较强的穿透性,对墙后处于径向运动的人体目标具有较好的探测能力,提出的算法可以有效提高信噪比和信杂比。最后利用幅度排序点迹凝聚算法进行目标检测,得到理想的检测结果。     

人体快转向运动自适应卡尔曼跟踪算法

穿墙雷达对人体目标进行跟踪探测面临一系列技术难点,包括墙体反射产生的虚警、射频干扰、定位误差和目标丢失等。针对上述问题,文中基于多目标数据关联和自适应的卡尔曼滤波算法,提出一种适用于穿墙雷达探测的快转向运 动人体轨迹跟踪综合处理算法,重点解决快转向运动人体目标的跟踪及多运动人体目标的轨迹交叉等问题。实验结果验证了该算法具有虚警较少、轨迹平滑、计算量小、易于工程实现、定位误差可减小50% 等优点。对于反向运动的人体目标, 算法也可进行有效跟踪。     

冲击脉冲穿墙侦察雷达定位精度因素分析

冲击脉冲穿墙侦察雷达作为一种可以穿墙探测和定位的新型雷达,应用于灾害搜救、反恐等领域,其定位精度引起人们的关注。本文对影响冲击脉冲穿墙侦察雷达定位精度的几个因素做了简要的描述,并利用收-发-收模式在理论上分析推导了天线间距这一因素的影响,给出了Matlab下的仿真结果。     

IR-UWB穿墙雷达动目标探测实验

在穿墙雷达实际工作场景中,杂波对墙后动目标的探测造成严重的干扰。分析回顾经典IR-UWB穿墙雷达动目标检测原理,通过分析其数学解析式探讨其检测性能。介绍了IR-UWB穿墙雷达系统及其工作原理,基于该IR-UWB穿墙雷达系统上进行非金属墙体后动目标探测实验。针对目标处于不同运动状态的雷达回波数据进行处理分析,验证经典动目标检测算法的工作性能。针对指数加权算法,通过实验数据处理给出了其参数的调节范围。实验结果表明,IR-UWB穿墙雷达可以对非金属墙体后人体目标进行探测。对于墙后作径向运动的人体目标,3种经典算法的检测性能处于同一水平;对于墙后作切向运动、原地踏步的人体目标,指数加权算法与积累平均背景相消法具有较好的检测性能。     

基于双频连续波的微摄动目标探测算法

针对穿墙雷达在灾难救援方面的应用,提出了基于双频连续波体制雷达对诸如废墟下由于呼吸引起轻微起伏波动的人体等微摄动目标进行探测的新方法。首先根据目标特点,将目标回波建立成正弦调频回波模型,并对其进行分析;然后提出FFT比相法测距算法,检测出废墟下人体目标到探测雷达的距离;接着通过将两个通道信号互相关,在低信噪比环境下检测出有生命目标(废墟下人体)的呼吸频率,实现对有生命体目标的探测。通过仿真实验,验证了该方法的可行性。并且该方法也可运用于对其他微摄动目标的探测。     

机载雷达侦察设备的侦收定位技术

描述机载雷达侦察系统实现情报侦察、目标定位和机体防卫的基本参数及其识别方法,阐明空中侦察雷达目标相对机体坐标和地理坐标位置的转换关系;提出了分时定位和瞬时定位的基本方法,也指出测量误差造成的定位误差应用统计方法处理。     

穿墙雷达人体动作识别技术的研究现状与展望

在人体目标的动作识别应用中,穿墙雷达(TWR)具有隐蔽性高、探测能力强和不易受环境因素限制等优点,同时兼具良好的目标隐私信息保护能力,在武装反恐、安保监控和医疗看护等领域发挥出重要作用.为了梳理穿墙雷达对人体目标动作识别技术的发展脉络以及预测该技术的未来发展趋势,该文首先简要介绍穿墙探测的工作原理,并对不同体制穿墙雷达...     

穿墙雷达人体目标探测技术综述

为获知穿墙雷达技术发展脉络以及预测未来可能的发展趋势,对近年来穿墙雷达研究领域中的墙后人体目标探测技术的发展情况进行了梳理.围绕墙后人体目标探测中的微多普勒谱识别、二维运动目标检测,以及三维人体目标高分辨成像等关键技术,对国内外公开发表的相关文献进行了归纳总结.结果表明,穿墙雷达已经在墙后人体目标的生命特征提取、运动行为监测、动作姿态识别等应用领域取得了长足进步.随着相关研究的深入,穿墙雷达系统开始表现出轻型化、小型化、低成本化的特点,而对应的处理算法则向更加智能化方向发展.     

正弦调制的布尔混沌生命探测雷达

提出了一种正弦调制的布尔混沌雷达,该雷达采用正弦波调制的宽带布尔混沌信号作为发射信号,基于混沌相关技术和迈克尔逊干涉原理,可同时实现墙后人体定位和生命信号探测。实验结果表明,穿透20 cm厚的砖墙,人体定位的距离向分辨率和动态范围分别为15 cm和50 dB,呼吸、心跳测量的动态范围分别为50 dB和10 dB。此外,电磁仿真研究了该雷达二维空间定位的抗干扰性能,结果表明其对噪声、线性调频信号和布尔混沌信号具有良好的抗干扰性。     

一种超宽带穿墙雷达的三维成像算法研究

提出了一种应用于超宽带穿墙雷达的三维成像算法。在研究后向投影算法原理的基础上,构建了电磁波穿透介质墙的数学模型,补偿了电磁波在墙体中传播的时间延迟,推导了基于偶极子近场辐射模型的穿墙改进后向投影算法,给出了算法的实现流程。利用FDTD得到采样数据,运用算法的具体流程实现对介质墙存在下的目标进行三维成像。验证了算法的有效性,分析了墙体和目标间耦合作用对成像效果的影响。     

时域波束形成在超宽带穿墙成像雷达中的应用

超宽带穿墙成像雷达作为一种能够隔墙探测和定位的新型雷达系统,在很多领域得到应用。该文提出利用时域波束形成对穿墙雷达进行成像的方法。电磁波穿墙传播时产生速度变化、衰减和折射等现象。该文在电磁波穿墙传播的折射模型上用解析的方法计算电磁波的传播时间,在时域波束形成成像算法中考虑了墙体对电磁波的影响,并用FDTD模拟对成像方法进行验证。最后定性分析了墙体厚度、介电常数估计误差对成像的影响。     

一种新型超宽带穿墙雷达运动目标跟踪成像算法

近场区域的非接触式穿墙目标跟踪成像探测是超宽带脉冲雷达在火灾救援、安全保卫、城市巷战以及生命威胁等方面的一个重要应用。基于超宽带脉冲雷达的边界散射变换和直接散射波形提取的边界估计算法(SEABED)由于其不适用于穿墙条件下运动目标的成像与跟踪的情况,该文结合SEABED算法的成像原理,提出回波时延差关系曲线概念从而利用三角定位原理和坐标转换实现运动目标的成像与跟踪。文中提出的算法假设在近场条件下,针对运动目标场景建立系统模型,通过成像结果和速度值的同时估计,对墙体背后的运动目标的边界和轨迹进行有效估计。仿真结果表明,该算法能够弥补墙体对目标回波的影响,精确度高,达到穿墙目标跟踪成像探测的目的。     

基于折射波静校正的未知参数穿墙成像合成延迟时算法

在穿墙雷达实际应用中,墙体一般由两层不同介质构成,且各层墙体参数未知.若对墙后目标直接成像,会产生目标散焦或位置偏移.针对该问题,提出了基于折射波静校正的合成延迟时方法对墙后目标进行聚焦成像.首先读取每根接收天线回波数据确定电磁波的折射回波时刻,通过基本折射方程得到延迟时超定方程组,解此超定方程组可得电磁波在外层墙体内的传播时延,再运用相邻发射天线和相邻接收天线延迟时之差估计内层墙体中电磁波的传播时延,最后各个通道内传播时延依次相加后运用后向投影算法获得目标精确成像.对成像位置精度、图像熵,以及输入输出目标杂波比等性能的分析和比较证明了该算法的有效性.     

多雷达距离测量空间定位方法及精度分析

针对影响雷达目标定位误差主要是测向系统误差,提出了一种基于多雷达距离测量空间定位方法,并对其定位的精度进行了分析。该方法基于ECEF坐标系,采用多部雷达对目标探测距离交汇的方法,直接计算目标的空间位置,只需要确定各雷达站的大地坐标,就可以给出目标的大地坐标,可以有效解决地球曲率所带来的坐标转换问题,并且不涉及高次方程组和多值解判断,也不涉及迭代初值计算。该定位系统不仅能得到很高的定位精度,同时,作用距离可以很远,能较好地解决多雷达距离测量交汇定位问题。     

Experimental approach for seeing through walls using Wi-Fi enabled software defined radio technology

Modern handheld target detection methods are typically restricted to line of sight (LOS) techniques. The design of a new method to detect moving targets through non-transparent surfaces could greatly aid the safety of hazardous military and government operations. In this paper, we develop through-wall virtual imaging using Wi-Fi enabled software defined radio to see moving objects and their relative locations. We use LabVIEW and NI Universal Software Radio Peripheral (NI USRP2921 radios with Ettus Research LP0965 directive antennas) devices to detect moving objects behind walls by sending and receiving a signal with respect to the USRP's location. Based on the signal-to-interference ratio of our signal (rather than the traditional signal-to-noise method), we could determine the target object behind the wall. The two major applications for this project are: detecting an active shooter that is standing on the other side of the wall and detecting abnormalities in the human body such as breast cancer with more sensitive antennas. Likewise, firefighters, law enforcement officers, and military men would find more practical purposes for the use of this system in their fields. We evaluate the proposed model using experimental results.     

基于SEA的远程相控阵雷达探测弹道导弹的效能评估

对弹道导弹的探测效能分析是远程相控阵雷达系统效能评估的重要内容.介绍了系统有效性分析（SEA）方法,然后用SEA方法建立起探测弹道导弹效能的分析模型,实例计算远程相控阵雷达探测弹道导弹的效能,对比了在不同工作模式下远程相控阵雷达探测弹道导弹目标的效能,分析了影响远程相控阵雷达探测弹道导弹的敏感因子,对进一步的研究工作做了展望.     

浅地层探地雷达自动目标检测与定位研究

该文提出了一种基于图像熵变化及窗口能量检测的探地雷达自动目标检测与定位方法,该方法首先通过探地雷达未经合成孔径处理的图像与经合成孔径处理后的图像之间的熵变化来检测目标,再通过在合成孔径图像中进行窗口能量检测来判断目标所在的位置。通过对实测数据的处理,结果表明该方法取得了较好的效果。     

多机协同控制下的航迹欺骗技术

随着数据融合技术的普遍应用,雷达组网系统很容易识别对单部雷达的航迹欺骗。为了能够有效欺骗雷达组网,本文介绍了多机协同控制下的航迹欺骗技术：装备有电子对抗措施（ECM）的隐身电子战斗机（ECAV）通过采用距离延迟技术来欺骗雷达,使得雷达在其更远处进行定位,从而探测到一种被称为幻影的假目标,在经过一连串的虚假定位后便产生了虚假航迹;介绍了通过ECAV编队协作来产生具有空间、时间相关的虚假航迹的工作原理,给出了假目标的运动方程和约束条件,并提出了解决该技术问题的一些方法。经仿真验证,该技术具有一定的可行性和实用性。