[发明专利]一种全息穿透成像雷达杂波抑制方法

说明书

本发明提供一种全息穿透成像雷达杂波抑制方法。技术方案是：首先，对接收到的全息穿透成像雷达回波数据进行奇异值分解；然后，以目标杂波比(TCR)最大作为准则求解重构系数矩阵；最后，利用求解出的重构系数矩阵，计算出杂波抑制后的回波数据。本发明能够有效抑制全息穿透成像雷达回波数据中的杂波分量，同时保留目标信息，实现介质中的埋藏弱目标增强成像。

技术领域

本发明涉及全息穿透成像雷达技术领域，特别涉及一种全息穿透成像雷达的杂波抑制方法。

背景技术

全息穿透成像雷达是一种通过向被检测介质发射电磁波，探测介质中的电磁特性不连续的成像雷达设备，通过成像处理过程可对介质中的埋藏目标进行高分辨率二维成像，目前已被应用于建筑检查、无损探测和生物医学等领域。

然而，在全息穿透成像雷达工作过程中，由于探测天线与介质表面距离近且波束覆盖范围大，信号在首次穿透介质时大部分能量将直接返回，形成介质表面反射强杂波，其能量一般大于埋藏在介质内的目标信号，此外，收发天线之间的直耦波也会带来杂波干扰，最终导致成像结果中目标成分被遮蔽，因此，杂波抑制对于全息穿透成像雷达具有重要意义。

子空间分解技术将全息穿透成像雷达回波数据矩阵分解成杂波子空间与目标子空间，通过对目标子空间信息的重构，获得去除介质表面杂波与噪声的回波数据矩阵，达到杂波抑制的目的，实现埋藏弱目标增强成像。如何准确提取出目标子空间是通过子空间分解技术实现杂波抑制的难点，是全息穿透成像雷达埋藏弱目标探测的关键技术之一。在专利号为201918000350.1的文献中，提出的全息穿透成像雷达杂波抑制方法，取最大奇异值分量作为杂波分量，仅适用于特定应用场景，可能存在杂波抑制不彻底的情况。

发明内容

针对现有的全息穿透成像雷达回波数据成像方法中应用的子空间分解方法，无法准确区分目标子空间和杂波子空间这一难点，本发明提出了一种判断目标子空间成分的准则，利用这种准则可以准确提取出目标子空间，实现对全息穿透成像雷达回波数据的杂波抑制，提高了成像结果信杂比，改善了成像效果。

本发明的技术方案是：一种全息穿透成像雷达杂波抑制方法，具体包括如下步骤：

首先，对接收到的全息穿透成像雷达回波数据进行奇异值分解；然后，以目标杂波比(TCR)最大作为准则求解重构系数矩阵；最后，利用求解出的重构系数矩阵，计算出杂波抑制后的回波数据。

本发明还提供一种全息穿透成像雷达杂波抑制模块，其特征在于，具体包括：

对接收到的全息穿透成像雷达回波数据进行奇异值分解的子模块；以目标杂波比最大作为准则求解重构系数矩阵的子模块；利用求解出的重构系数矩阵，计算出杂波抑制后的回波数据的子模块。

所述模块采用现有的硬件，如FPGA或DSP数据处理平台即可实现。

本发明的有益效果是：本发明通过对雷达回波数据互相关特性、奇异值分布特性进行分析，归纳出左奇异向量方差与信号成分的组成规律，可以有效估计雷达回波数据奇异值分解后各分量中的目标和杂波成分，弥补了现有子空间分解方法难以准确区分目标子空间和杂波子空间的不足。实验结果表明本发明方法能够有效抑制全息穿透成像雷达回波数据中的杂波分量，同时保留目标信息，实现介质中的埋藏弱目标增强成像。

附图说明

图1是本发明提供的一种全息穿透成像雷达杂波抑制方法的流程示意图；

图2是成像实验场景中的介质与目标实物图；

图3是全息穿透成像雷达原始回波数据成像结果；

图4是利用现有子空间分解方法处理后的成像结果；

图5是利用本发明提供的方法处理后的成像结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。