[发明专利]一种基于多角度探测成像的多径假目标抑制方法

说明书

本发明公开一种基于不同探测角度的多径抑制方法，首先，将雷达阵列平行于建筑物墙体进行探测成像，得到正视角度的雷达图像；然后在保持阵列中心点位置不变的条件下，将阵列沿逆时针旋转一个固定角度后进行探测成像，得到该角度下的雷达图像；类似地，将阵列沿顺时针旋转同样的角度后进行探测成像，得到该角度下的雷达图像；最后将这三个角度上得到的雷达图像进行融合，实现内墙一次多径的抑制，该方法能够有效地抑制内墙一次多径假目标。相比于传统的多径抑制方法，本发明复杂度更低，多径抑制效果较好。

技术领域

本发明涉及穿墙雷达成像技术领域，特别是涉及一种基于多角度探测成像的多径假目标抑制方法。

背景技术

在密闭建筑物环境中进行穿墙探测时，发射天线发射的电磁波信号除了通过目标直接反射回接收天线外，还将经过墙面、地面反射回接收天线，这就导致雷达回波中存在多径干扰。多径通常可以分为内墙多径、地面多径、目标间干扰多径、墙内振荡多径。其中内墙多径包含一次反射多径、二次反射多径及高次反射多径，二次反射及高次反射多径由于强度很弱且分布在成像区域之外，因此在实际中只考虑内墙一次反射多径。多径干扰体现在最终的成像结果上即为多径假目标，假目标将导致雷达虚警，从而影响雷达的性能。

国内外许多研究机构开展了密闭建筑物环境下内墙一次反射多径干扰抑制方法的研究。其中美国维拉诺瓦大学提出了一种基于加权的多径抑制方法(P.Setlur,M.Amin,et al,“Multipath model and exploitation in through-the-wall and urban radarsensing”,IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,Vol.49,No.10,October 2011.)，它把多径假目标与它对应的真实目标进行关联，并将多径的像素值叠加到目标位置上，同时将多径位置的值置零，从而实现了多径的抑制。该方法需要针对所有像素点生成两个加权矩阵，计算复杂度较高。电子科技大学提出了一种基于子孔径成像的多径抑制方法(Z.X.Li,Y.Jia,et al,“A novel approach of multi-path suppressionbased on sub-aperture imaging in through-wall-radar imaging”,IEEE RadarConference,2013.)，它利用多径的位置随着雷达位置的改变而改变这个特性，选取实孔径中不同位置的子孔径进行成像，最后将这些子孔径图像融合在一起达到多径抑制的目的。但是这种方法需要搜索最佳的子孔径，同时需要将天线摆放至房间的两端，增加了不便利性和计算运算量。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提出了一种基于多角度探测成像的多径假目标抑制方法，首先，将雷达阵列平行于建筑物墙体进行探测成像，得到正视角度的雷达图像；然后在保持阵列中心点位置不变的条件下，将阵列沿逆时针旋转一个固定角度后进行探测成像，得到该角度下的雷达图像；类似地，将阵列沿顺时针旋转同样的角度后进行探测成像，得到该角度下的雷达图像；最后将这三个角度上得到的雷达图像进行融合，即可实现内墙一次多径的抑制。

本发明采用的技术方案是：一种基于多角度探测成像的多径假目标抑制方法，包括：

S1、单发单收穿墙雷达系统分别在三个探测角度进行回波数据采集；具体包括以下分步骤：

S11、雷达天线阵列放置在距前墙第一距离的第一位置处，此时阵列与前墙表面平行，阵列几何中心的横坐标与前墙几何中心的横坐标一致；

S12、保持雷达天线阵几何中心不改变，在第一位置的基础上将雷达天线阵沿逆时针旋转第一角度θ₁得到第二位置，θ₁的取值范围为0°～90°；

S13、保持雷达天线阵几何中心不改变，在第一位置的基础上将阵列沿顺时针旋转第二角度θ₂得到第三位置，θ₂的取值范围为0°～90°；