[发明专利]一种穿墙成像雷达的墙壁参数估计方法

权利要求书

1.一种穿墙成像雷达的墙壁参数估计方法，其特征在于，步骤为：

步骤1：根据常见墙壁的参数，预先估计墙壁相对介电常数和墙壁厚度的变化范围，并在该范围内选取最小值作为参数初始值；

步骤2：搜索雷达回波峰值位置，计算出墙壁和雷达之间的距离，并将成像区域范围设置在墙后；

步骤3：基于估计的墙壁厚度和墙壁相对介电常数，在墙后区域成像中补偿墙壁的影响，得到每个收发通道对每个成像点时延补偿后的孔径域数据；

步骤4：沿着所有收发通道，对每个成像点的孔径域数据进行离散傅里叶变换，得到每个成像点的空间频谱；

步骤5：计算每个成像点空间频谱中低频率范围内的功率和与全部频谱功率和的比值，得到每个成像点的GCF值；

步骤6：搜索全部成像点GCF值的最大值，作为目标GCF值；

步骤7：在预估的墙壁参数范围内，依次增大墙壁厚度和墙壁相对介电常数，重复步骤3到步骤6，每一对墙壁参数得到一个目标GCF值；

步骤8：搜索上述得到的所有目标GCF值中的最大值，并将最大值对应的墙壁参数作为估算结果。

2.根据权利要求1所述的穿墙成像雷达的墙壁参数估计方法，其特征在于，在所述步骤2中，以雷达回波峰值位置对应墙壁的反射回波，计算墙壁与雷达之间的距离。

3.根据权利要求1所述的穿墙成像雷达的墙壁参数估计方法，其特征在于，在所述步骤6中，以每个成像点的GCF值中最大值对应的成像位置作为目标的成像位置。

4.根据权利要求1所述的墙壁参数估计方法，其特征在于，在所述步骤7和8中，以目标GCF值作为墙壁影响补偿效果的评价标准，并认为以目标GCF值的最大值对应的墙壁参数补偿效果达到最优。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的穿墙成像雷达的墙壁参数估计方法，其特征在于，在所述步骤3的具体步骤为：

3.1、用包含M个收发通道的雷达阵列，对墙后目标p进行成像；

3.2、假定第m个收发通道接收到的目标p的回波信号为s_m(t)，对于成像平面上的成像点q(x_q,y_q)，根据公式：

τm(xq,yq)=τTm(xq,yq)+τRm(xq,yq)=1c(dwϵcosθTi+yq-dwcosθTr+dwϵcosθRi+yq-dwcosθRr)]]>

计算成像点q与第m个收发通道之间的传播时延τ_m(x_q,y_q)，其中τ_Tm(x_q,y_q)和τ_Rm(x_q,y_q)分别表示发射天线和接收天线与成像点q之间的传播时延，c表示电磁波在空气中的传播速度，θ_Ti和θ_Tr分别表示电磁波从发射天线T_m穿透墙壁到成像点q时在墙壁处的入射角和折射角，θ_Ri和θ_Rr分别表示电磁波从成像点q穿透墙壁传播到接收天线R_m时在墙壁处的入射角和折射角，这四个角度可由下述公式计算得到：

sinθTr=ϵsinθTitanθTr=xq-xTm-dwtanθTiyq-dw,sinθRr=ϵsinθRitanθRr=xq-xRm-dwtanθRiyq-dw]]>

其中，x_Tm和x_Rm分别表示发射天线T_m和发射天线R_m的横坐标。采用时延τ_m(x_q,y_q)补偿收发通道m接收到的目标p的回波信号：

z_m(x_q,y_q)＝s_m(t+τ_m(x_q,y_q))

得到成像点q在第m个收发通道的孔径域数据z_m(x_q,y_q)；

3.3、重复上述过程，计算每个成像点沿每个收发通道的传播时延，最后得到每个收发通道时延补偿后的孔径域数据。