高帧率步进频穿墙成像雷达扫频方法

步进频是穿墙成像雷达的常用波形,传统采用锁相合成技术的步进频穿墙成像雷达的跳频时间长,帧率很低,难以满足穿墙雷达实时成像的要求。为了解决这个问题,提出了一种新的扫描方案,可以通过现场可编程门阵列（FPGA）实现对扫描方式的可调控制,在不影响回波波形及成像效果的情况下显著提高了步进频穿墙成像雷达的帧率。在2 MHz的频率步长以及2.5 GHz的频段范围内时,实际成像帧率可以达到14 Hz,在一定程度上满足了实时成像的要求。试验测试结果验证了所提方法的可行性。     

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。     

超宽带穿墙雷达成像技术研究现状

介绍了国内外超宽带穿墙雷达(Ultra Wide-Band Through the Wall Radar,UWB-TWI)装备研制现状,重点放在穿墙雷达成像算法上,包括逆散射成像算法、后向投影算法、时间反转镜方法、压缩感知成像方法等,以期为相关研究人员提供参考.     

一种调频步进频雷达高速目标成像的新算法

线性调频子脉冲步进频信号已经在雷达ISAR成像中获得了一定的应用。文中提出了线性调频步进频雷达在低信噪比条件下对高速目标ISAR成像的一种新方法。该方法首先对同频点脉冲应用Keystone变换校正距离走动并进行相参积累以获得高信噪比,从而在较高信噪比下精确估计目标平动速度并有效实施速度补偿,然后通过步进频处理合成距离维高分辨,从而提高了ISAR成像质量。通过理论分析与计算机仿真证明了文中方法的有效性。     

超宽带穿墙探测雷达的反向投影成像算法

在SAR BP（Back Project反向投影）成像算法的基础上,结合超宽带穿墙探测雷达应用中存在的特定条件（如墙体的反射、折射及其对宽带信号的色散影响,因天线阵的天线数目有限而使获得的信息量小等）,提出了一种超宽带穿墙探测雷达的BP成像算法。该算法考虑了超宽带电磁波穿透墙体传播的特性,能够去除墙体对成像的影响,并有效抑制了天线阵天线数目较少时的拖尾现象。通过仿真成像,分析了舍成孔径长度对可成像区域和成像精度的影响：合成孔径长度增加,成像精度提高,而可成像区域减小。     

基于压缩感知的步进频雷达目标检测算法

为了解决压缩感知步进频雷达在低信噪比下的目标检测问题,结合传统雷达的恒虚警检测和压缩感知雷达重构思想,建立基于压缩感知的步进频雷达的目标检测模型,利用复近似消息传递消息的特性,提出了一种基于多脉冲的重构算法,并结合恒虚警检测实现了低信噪比下的压缩感知步进频雷达目标检测。仿真结果表明：文中所提的方法提高了检测概率,改善了目标检测性能。     

一种基于时域差分的穿墙雷达BP成像算法

利用步进频连续波雷达对墙后运动的人体目标进行探测,对墙体杂波抑制和人体目标成像展开了研究.首先,利用人体目标慢速运动的特征,采用时域差分的方法抑制墙体杂波,使人体目标回波得以凸显;然后,分析了墙体折射对目标回波时延的影响,在此基础上对传统的后向投影成像算法进行了改进,使其适用于墙后区域的目标成像;最后,对该算法进行了推广,在一定程度上实现了对人体目标的跟踪.实测数据的处理结果表明,该算法能够在系统离墙12.6 m的情况下有效地消除墙体回波的影响,清晰地显现出在墙后运动的人体目标..     

基于穿墙雷达的虚拟多视角成像

由于墙体及室内目标的存在,穿墙雷达回波信号中包含许多多径分量,导致在成像后图像中存在许多幻影分量.在传统的穿墙雷达成像及预处理中,将多径分量视为杂波和干扰分量,并提出许多方法来抑制多径分量.基于多径分量提供了同一目标不同观测视角的优势,提出了一种基于室内电波传播模型的多径利用方法.该方法在后向投影成像方法的基础上,利用双圆解析表达式方法识别图像中幻影的位置信息,将幻影与目标相关联,并结合指数加权函数的方法,实现目标的虚拟多视角成像,仿真实测结果验证了该方法的有效性.     

时间反转技术在超宽带穿墙雷达中的应用

将时间反转(Time Reversal,TR)技术与阵列成像技术相结合,通过数值仿真研究了该技术在超宽带穿墙雷达(Through-the-Wall-Radar,TWR)探测中的应用。仿真分别考虑了单层和多层墙体环境下隐蔽的单目标和多目标探测问题,并将相应的时间反转成像与改进的后向投影(Improved Back Projection,IBP)算法成像进行了对比。结果显示,时间反转技术能够为超宽带穿墙雷达探测系统提供更高分辨率的探测结果。     

步进频率综合宽带多目标成像处理

步进频率综合宽带技术是一种易于雷达工程实现的距离高分辨技术,但步进频率工作体制雷达对目标的运动十分敏感,因而步进频率综合宽带处理时需进行速度补偿处理。由于单目标成像处理不适用于速度不同的多目标情形,研究了多目标成像处理方法。多目标成像处理方法将脉冲压缩后多个目标的数据进行分割,对每个目标的数据段进行包络再对齐、速度补偿、综合成像、距离像拼接处理,最终得到包含多目标的完整距离像。仿真结果表明该方法有效、可行。     

步进频率MMW雷达小波变换目标成像方法

提出一种改进的调制型高斯小波分析方法，探索了毫米波雷达步进频率信号小波变换当中小波尺度与目标距离的对应关系，可进行任意距离范围和步进的功率谱分析，并提出目标分阶段的成像方法。该方法与一般小波变换相比减少了运算量，同时获得较为精确的一维距离像，从而更有利于目标定位与跟踪。     

基于NDFT的步进频率雷达信号处理

步进频率脉冲信号可以在发射较小瞬时带宽信号情况下，通过脉冲压缩而合成分辨率较高的距离像，因而在高分辨雷达系统中得到广泛的应用。但是，直接采用DFT方法合成距离像．其分辨性能并不理想。利用Chirp-z方法也存在一些缺点。本文提出了利用非均匀傅里叶变换(Nonuniform Discrete Fourier Transform，NDFT)方法来处理频率步进信号以改善雷达的分辨性能，解决了直接利用DFT方法和Chirp-z方法合成目标距离像时所存在的问题。文中给出了NDFT的定义及在重点观测区域内的采样方法，进行了针对多种情况的仿真实验。仿真结果显示，利用NDFT进行处理可以明显改善步进频率雷达的距离分辨性能。     

超宽带穿墙雷达成像技术研究

文中详细介绍了超宽带穿墙雷达试验系统及其数据处理技术.针对试验系统中基于延时-求和波束形成方法的传统超宽带成像算法目标分辨率低、容易产生误判的缺点,引入最小方差无畸变响应波束加权及相关因子加权,优化成像算法,并应用于墙后隐藏目标的检测、成像试验.外场试验表明,应用优化后的成像算法,系统能对未知场景中的目标给予准确定位,目标杂波比改善了9.41dB.     

频率步进单脉冲雷达抗干扰原理分析

频率步进单脉冲雷达是一种具有小瞬时带宽的多脉冲相参宽带雷达。文章在分析了频率步进单脉冲雷达原理的基础上,从其脉冲相参性,脉冲的小瞬时带宽与高距离像分辨等方面的特性研究了其抗干扰原理。     

调频步进雷达ISAR成像方法

针对调频步进雷达的ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar)成像问题,提出了一维距离像和ISAR成像的分步补偿方法.通过优化雷达系统参数,在保证抽取损失和伪峰幅度在容许范围内的同时最大化了一维距离像的速度补偿误差容限.一维距离像运动补偿参数通过拟合子脉冲包络对齐的平移量获得,当拟合脉冲数足够多时,估计精度在一维距离像的速度补偿误差容限以下;对目标一维距离像进行包络对齐和相位聚焦完成ISAR成像的运动补偿.最后,通过仿真分析验证了算法的可行性.     

线性调频子脉冲频率步进雷达信号分析

在频率步进雷达中采用线性调频信号作为子脉冲构成线性调频子脉冲频率步进雷达信号。本文对该体制雷达信号进行了理论分析，对该类信号在信号处理方面的问题作了探讨，并重点分析了其多普勒性能。     

频率步进相控阵雷达原理与实现方案的研究

宽带相控阵雷达是当前雷达技术的发展方向之一;瞬时宽带相控阵雷达的带宽受孔径渡越时间的限制,会造成雷达波束指向的变化。由于频率步进信号是一种瞬时窄带、合成宽带的雷达信号,可以通过脉间配相的改变解决孔径渡越时间、波束指向变化等问题。文中提出了频率步进宽带相控阵雷达的基本原理,并给出了几种频率步进相控阵雷达的实现方案。     

一种基于高维频率拟合技术的恒虚警穿墙雷达目标定位算法

针对连续波穿墙雷达在检测过程中可能出现的高虚警及频率模糊区域内的目标丢失问题,该文提出了一种基于高维频率拟合技术的恒虚警目标定位算法。该算法首先根据恒虚警检测技术实时调节系统噪声阈值,抑制虚假目标的产生,然后利用2维拟合处理实现不同目标分量的初步识别和参数估计,最后结合检测的实际需求,通过自适应频率拟合算法对分离的各分量进行高维度的参数修正,并给出目标准确的定位结果。实验结果证明该算法能有效去除检测过程中的虚假目标,在不增加硬件复杂度的前提下,提高系统对不同探测环境的适应能力,并能在频率模糊区域内准确识别和定位多个目标。     

步进频率雷达目标运动补偿方法研究

介绍了步进频率信号及目标运动对合成一维距离像的影响,分析步进频率雷达中目标运动补偿的思路,在此基础上提出应用最小脉组误差准则对步进频率信号进行速度补偿的方法,对该方法进行分析和仿真,证明该方法具有较高的实用价值.