[发明专利]一种基于毫米波雷达的隐蔽目标多径探测方法

说明书

本发明提供一种基于毫米波雷达的隐蔽目标多径探测方法，涉及毫米波雷达隐蔽目标探测领域。本发明首先记录雷达所处环境下的几何信息，发射信号经过墙反射到目标信号，再由目标信号返回到接收天线中。然后使用动目标显示(MTI)、快速傅里叶变换(FFT)、CA_CFAR等技术对回波信号进行处理。最后，将目标距离解算出来，通过双天线比相的方式得到目标的方位角或俯仰角。通过距离与角度信息计算目标位置，此时得到目标位置是虚假目标位置。虚假目标位置通过几何换算关系得到真实目标位置。因此，通过这种方法可以实现对转角后隐蔽目标的定位。本发明能有效定位出转角后隐蔽动目标位置，在安防领域具有重要意义。

技术领域

本发明涉及毫米波雷达隐蔽目标探测领域，特别是涉及到使用多径探测转角后隐蔽目标的一种方法。

背景技术

毫米波雷达隐蔽目标的探测主要是通过电磁波遇到墙体发生反射，由反射的电磁波照射到人体目标再通过一系列路径返回到雷达接收器，即利用电磁波在环境中的多径传输实现对隐蔽目标的探测。隐蔽目标的探测技术，在安防和反恐领域具有非常重要的价值。例如，如果安防人员已经知道转角后的敌人位置，那么在对敌人的打击过程中可以很大程度上减少安防人员伤亡。然而，由于转角后的隐蔽目标处在比较复杂的场景中，产生的回波比较复杂，因此需要具体分析。电磁波从雷达发射天线出去之后会在墙体表面进行一次或多次反射后再经过目标反射回接收雷达，或者先打到目标，然后再反射到墙面，最后反射回接收雷达。这些返回的多径信号包含目标信息，因此通过解析多径回波信号得到所需要的目标信息。由于二次及高次多径信号强度较弱，我们只考虑利用一次多径探测隐蔽目标。

目前国外对隐蔽目标的探测开展了许多研究，瑞典国防研究机构FOI提出了利用一次多径与二次多径定位转角后动目标的方法(A.Sume，M.Gustafsson，M.Herberthson，etal.Radar Detection of Moving Targets Behind Corners.IEEE Transactions ONGeoscience and Remote Sensing)，这种方法前提是已知目标所处环境的几何信息。先验信息结合探测得到的多径信息，利用单个天线就能将隐蔽目标探测出来。美国伊利诺伊大学提出了一种利用多径的合成孔径雷达对非视距目标探测(P.Setlur，T.Negishi，D.Erricolo，et al.Multipath Exploition in Non-LOS Urban Synthetic ApertureRadar.IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing),它是通过BP成像的方法定位目标。在给定场景下没有利用多径信息时的BP图像不能定位，图像中没有交集。在结合了一次多径，二次多径的信息以后。对回波信号成像，多径之间的图像有交叠，而交叠点所处的位置就是隐蔽目标所在的位置。以上的这些算法在实际使用中要达到实时性，还是比较困难的。且大都是基于低频波段，需要携带的设备过于复杂。因此，研究基于毫米波雷达的隐蔽目标探测具有重要价值。

发明内容

本发明提供一种基于毫米波雷达的隐蔽目标多径探测方法，首先记录雷达摆放位置，测量雷达到两边墙壁的距离以及波束中心到对墙的距离。发射信号经过墙反射到目标信号，再由目标信号返回到双接收天线中。然后使用动目标显示(MTI)、快速傅里叶变换(FFT)、CA_CFAR等技术对回波信号进行处理。最后，将目标距离解算出来，再通过双天线比相的方法得到虚假目标角度。由于虚假目标通过坐标系转换可以得到真实目标位置。因此，隐蔽目标通过这种方法可以实现定位。

本发明技术方案如下：

一种基于毫米波雷达的隐蔽目标多径探测方法，处理流程如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤1：记录典型场景的几何信息；

记录雷达在当前场景下的摆放位置，天线中心到墙A的距离记为d1、到墙B的距离记为d2以及波束中心到墙B的斜距为d3，目标到墙B的距离为d4；由几何信息解算旋转角度θ；典型场景的示意图如图2所示；