穿墙雷达成像中墙体回波抑制
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★ 信号 层面
１ ）墙 体 回波估计后 对消 该 方法对 墙体 回波 的抑制效 果完 全取 决 于对墙体 回波估 计 的准确 性 ， 体 回波估计 方 法主要 包括 ： 墙 空场 景 回波 作为墙 体 回波 ； 阵列 天线 回波平 均作 为墙 体 回波 ； 阵列 天线 回波 奇异值 分 解提取 墙体 回波．
２ ）滤波器 滤 除墙体 回波 由于天线 阵列 中不 同天线 的墙 体 回波在 回波 延迟 和幅度 上近 似相 同 ， 同时 ， 目标 回波在不 同天 线 回波 中
呈 现非线 性变化 ， 间谱存 在差异 ， 以 ， 域滤 波器对 阵列 天线 回波 所 空
缺 失．
文 章 的第 １ 将介绍 穿墙 雷达 的 回波模 型 ； ２节 分别从 信号 层 面和 数 据层 面 阐 述穿 墙成 像 中的墙 体 节 第
回波抑 制算 法 ； ３节通 过仿 真验证 信 号层 面算法 的 可行 性 ； ４节总 结全 文并 给 出适 当 的结论． 第 第
１ 回波 模 型
虽然 不 同天线 间墙体 回波有 较强 的相关 性 ， 之 间 的差异 性会 影 响对 消 效果 ， 此 ， 但 因 自适 应 滤 波 器 被 用
来对 估计 到 的墙 体 回波进行 处理 以 匹配于 不 同 天线 位 置下 的墙 体 回波 的差 异 性 ， ＭＳ和 ＲＬ Ｌ Ｓ滤 波器 可 实
现这 类要 求．
关键词 ： 穿墙 雷达 成 像 ； 消 ； 对 多视 角 图像 融合 ； 体 回 波 抑 制 墙 中 图 分 类 号 ： Ｎ９ ９ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０６ ４ ０ （ Ｏ Ｏ Ｏ — ０６ 一 ｎ １ ０ — ７ ２ ２ １） ６ Ｏ ４
穿墙 成像 雷达 （ ｒｕ ｈｔｅＷａｌ ｍａ ｉｇＲ ｄ ｒ ＴＷＩ ） 一种用 来对 被 障碍物 遮挡 住的 区域进行 成 Ｔｈ ｏ ｇ —ｈ— ｌ Ｉ ｇｎ ａ ａ ， Ｒ是
作者 简 介 ： 卓 均 （９ ５ ） 男 ， 东阳 江人 ， 敖 １ ８一 ， 广 电子 科 技 大 学 电子 工 程 学 院 硕 士研 究 生 ， 事 穿墙 雷达 检 测 与 成像 研 究 从
第 ６ 期
敖 卓 均等 ： 穿墙 雷达成 像 中墙体 回波 抑制
６ ５
据这 一 先验 知识进 行墙 体抑制 ． 图像域 进行 墙体 回波 抑制 的方 法 主要 包括 ： 体 图像 提取 对 消 ； 墙 多视 角 图像 融 合． 于 多视角 图像融 合算 法进 行墙 体抑 制 主要利 用 ： 基 天线 波束 照射 范 围有 限造成 多视角 图像 中墙体 图像
考 虑到墙体 抑制算 法 的可行 性 ， 体 回波在 天线 阵列 回波 距 离像 上 应 按距 离 对 齐或存 在 一 定关 系 能 够 墙 实现距 离 对齐 ， 因此 ， Ｎ个 收发 一体 天线 组成 的均匀 线阵列 与墙 体平 行相 对 进行数 据获取 ， 图 １ 示 ： 由 如 所 假设 采用 ｓ ｃ ｉ 调幅脉 冲作 为发 射信 号 （） 参数 设置 与步进 频率 信 号参数 匹 配 ， ｎ ， 因此 ，
（ 电子 科技 大 学 电子 工 程 学 院 ， 川 成 都 ６ １ ３ ） 四 １７ １ 摘 要 ： 穿墙 雷达 成 像 应 用 中 ， 体 作 为稳 定 的 强 散 射 体 存 在 ． 目标 回 波 信 号 造 成 严 重 干 扰 ． 文 针 对 静 在 墙 对 该
止 目标 成 像 ， 出 用墙 体 回 波 估 计后 对 消 和 滤 波 器 滤 除墙 体 回 波 的方 法 来抑 制 墙 体 回波 ， 仿 真 验 证 ． 提 并 另外 提 出墙 体 图像 提 取 对 消 和 多视 角 图像 融合 对 墙 体 回 波抑 制 的 可行 性 ．
进行 处理 可 以有 效地 消除墙 体 回波 ． ★数 据层 面 ３ ）图像数 据处理
在 图像 域 ， 体 图像 会对 目标 图像压 制 ， 墙 造成 目标 图像无 法 识别 ， 于 ， 由 墙体 图像 已经 得到 ， 因此 ， 以根 可
收稿 日期 ：０ ０ ｌ 一Ｏ ２１一 】 ２
基金项 目： 国家“ 一 五 ” 研 基 金 资 助 项 目（ ｌ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ） 十 预 ５３７４４２．
２１ ０ ０年 １ ２月
湛 江 师 范 学 院 学 报
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｚ ＡＮＪ ＡＮＧ Ｈ Ｉ ＮｏＲＭ Ａ Ｌ ＣＯＬＬＥＧＥ
Ｄｅ ．， Ｏ ０ Ｃ ２ １
第 ３ 卷 第 ６期 ｌ
Ｖｏ＿ ＮＯ ｌ ３ｌ ．６
穿墙 雷 达成 像 中墙体 回波 抑 制
敖卓均 ， 勇 贾
像 ， 城市 巷战 、 在 反恐 斗争 、 安 防暴 、 害救 援等军 事和 民事领 域都 有着 广泛 的应 用前景 ． 公 灾 近几 年 ， 内外许 国 多机 构都对 穿墙 成像 雷达进行 广泛 和深入 的研究［ ３ １３ －．
在穿墙 雷达 成像应 用 中 ， 体作 为稳 定 的强散 射体存 在 ， 回波 信号 会 对 目标 回波 信号 造成 严 重 干扰 ， 墙 其 临近墙 体 目标会 被墙体 旁边 所 淹没 ， 造成 最后 成像结 果 中 目标 的丢 失 ， 且 ， 体 图像 与 目标 图 像强 弱对 比 并 墙 明显 ， 无法 从 图像 中识别 目标 图像． 因此 ， 如何 抑制墙 体 回波成 为穿墙 成像 探测 中 的重要 问题． 对 于 动 目标 ， 目标 的运动会 对 回波信 号进 行多普 勒调 制 ， 因此 ， 常通 过简单 的 ＭＴ 滤波器 在 时域 上进 通 Ｉ 行有效 地墙 体 回波抑制． 于静 止 目标 ， 体 抑制就 变得更 加复 杂 ， 文针 对这一 特 殊情况 进行研 究． 对 墙 本 在 穿墙 静止 目标成像 应用 中 ， 有墙 体 回波抑制 方法 可归 纳为 以下 ３ ： 现 类
１ ）墙 体 回波估计后 对消 该 方法对 墙体 回波 的抑制效 果完 全取 决 于对墙体 回波估 计 的准确 性 ， 体 回波估计 方 法主要 包括 ： 墙 空场 景 回波 作为墙 体 回波 ； 阵列 天线 回波平 均作 为墙 体 回波 ； 阵列 天线 回波 奇异值 分 解提取 墙体 回波．
２ ）滤波器 滤 除墙体 回波 由于天线 阵列 中不 同天线 的墙 体 回波在 回波 延迟 和幅度 上近 似相 同 ， 同时 ， 目标 回波在不 同天 线 回波 中
呈 现非线 性变化 ， 间谱存 在差异 ， 以 ， 域滤 波器对 阵列 天线 回波 所 空
缺 失．
文 章 的第 １ 将介绍 穿墙 雷达 的 回波模 型 ； ２节 分别从 信号 层 面和 数 据层 面 阐 述穿 墙成 像 中的墙 体 节 第
回波抑 制算 法 ； ３节通 过仿 真验证 信 号层 面算法 的 可行 性 ； ４节总 结全 文并 给 出适 当 的结论． 第 第
１ 回波 模 型
虽然 不 同天线 间墙体 回波有 较强 的相关 性 ， 之 间 的差异 性会 影 响对 消 效果 ， 此 ， 但 因 自适 应 滤 波 器 被 用
来对 估计 到 的墙 体 回波进行 处理 以 匹配于 不 同 天线 位 置下 的墙 体 回波 的差 异 性 ， ＭＳ和 ＲＬ Ｌ Ｓ滤 波器 可 实
现这 类要 求．
关键词 ： 穿墙 雷达 成 像 ； 消 ； 对 多视 角 图像 融合 ； 体 回 波 抑 制 墙 中 图 分 类 号 ： Ｎ９ ９ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０６ ４ ０ （ Ｏ Ｏ Ｏ — ０６ 一 ｎ １ ０ — ７ ２ ２ １） ６ Ｏ ４
穿墙 成像 雷达 （ ｒｕ ｈｔｅＷａｌ ｍａ ｉｇＲ ｄ ｒ ＴＷＩ ） 一种用 来对 被 障碍物 遮挡 住的 区域进行 成 Ｔｈ ｏ ｇ —ｈ— ｌ Ｉ ｇｎ ａ ａ ， Ｒ是
作者 简 介 ： 卓 均 （９ ５ ） 男 ， 东阳 江人 ， 敖 １ ８一 ， 广 电子 科 技 大 学 电子 工 程 学 院 硕 士研 究 生 ， 事 穿墙 雷达 检 测 与 成像 研 究 从
第 ６ 期
敖 卓 均等 ： 穿墙 雷达成 像 中墙体 回波 抑制
６ ５
据这 一 先验 知识进 行墙 体抑制 ． 图像域 进行 墙体 回波 抑制 的方 法 主要 包括 ： 体 图像 提取 对 消 ； 墙 多视 角 图像 融 合． 于 多视角 图像融 合算 法进 行墙 体抑 制 主要利 用 ： 基 天线 波束 照射 范 围有 限造成 多视角 图像 中墙体 图像
考 虑到墙体 抑制算 法 的可行 性 ， 体 回波在 天线 阵列 回波 距 离像 上 应 按距 离 对 齐或存 在 一 定关 系 能 够 墙 实现距 离 对齐 ， 因此 ， Ｎ个 收发 一体 天线 组成 的均匀 线阵列 与墙 体平 行相 对 进行数 据获取 ， 图 １ 示 ： 由 如 所 假设 采用 ｓ ｃ ｉ 调幅脉 冲作 为发 射信 号 （） 参数 设置 与步进 频率 信 号参数 匹 配 ， ｎ ， 因此 ，
（ 电子 科技 大 学 电子 工 程 学 院 ， 川 成 都 ６ １ ３ ） 四 １７ １ 摘 要 ： 穿墙 雷达 成 像 应 用 中 ， 体 作 为稳 定 的 强 散 射 体 存 在 ． 目标 回 波 信 号 造 成 严 重 干 扰 ． 文 针 对 静 在 墙 对 该
止 目标 成 像 ， 出 用墙 体 回 波 估 计后 对 消 和 滤 波 器 滤 除墙 体 回 波 的方 法 来抑 制 墙 体 回波 ， 仿 真 验 证 ． 提 并 另外 提 出墙 体 图像 提 取 对 消 和 多视 角 图像 融合 对 墙 体 回 波抑 制 的 可行 性 ．
进行 处理 可 以有 效地 消除墙 体 回波 ． ★数 据层 面 ３ ）图像数 据处理
在 图像 域 ， 体 图像 会对 目标 图像压 制 ， 墙 造成 目标 图像无 法 识别 ， 于 ， 由 墙体 图像 已经 得到 ， 因此 ， 以根 可
收稿 日期 ：０ ０ ｌ 一Ｏ ２１一 】 ２
基金项 目： 国家“ 一 五 ” 研 基 金 资 助 项 目（ ｌ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ ） 十 预 ５３７４４２．
２１ ０ ０年 １ ２月
湛 江 师 范 学 院 学 报
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｚ ＡＮＪ ＡＮＧ Ｈ Ｉ ＮｏＲＭ Ａ Ｌ ＣＯＬＬＥＧＥ
Ｄｅ ．， Ｏ ０ Ｃ ２ １
第 ３ 卷 第 ６期 ｌ
Ｖｏ＿ ＮＯ ｌ ３ｌ ．６
穿墙 雷 达成 像 中墙体 回波 抑 制
敖卓均 ， 勇 贾
像 ， 城市 巷战 、 在 反恐 斗争 、 安 防暴 、 害救 援等军 事和 民事领 域都 有着 广泛 的应 用前景 ． 公 灾 近几 年 ， 内外许 国 多机 构都对 穿墙 成像 雷达进行 广泛 和深入 的研究［ ３ １３ －．
在穿墙 雷达 成像应 用 中 ， 体作 为稳 定 的强散 射体存 在 ， 回波 信号 会 对 目标 回波 信号 造成 严 重 干扰 ， 墙 其 临近墙 体 目标会 被墙体 旁边 所 淹没 ， 造成 最后 成像结 果 中 目标 的丢 失 ， 且 ， 体 图像 与 目标 图 像强 弱对 比 并 墙 明显 ， 无法 从 图像 中识别 目标 图像． 因此 ， 如何 抑制墙 体 回波成 为穿墙 成像 探测 中 的重要 问题． 对 于 动 目标 ， 目标 的运动会 对 回波信 号进 行多普 勒调 制 ， 因此 ， 常通 过简单 的 ＭＴ 滤波器 在 时域 上进 通 Ｉ 行有效 地墙 体 回波抑制． 于静 止 目标 ， 体 抑制就 变得更 加复 杂 ， 文针 对这一 特 殊情况 进行研 究． 对 墙 本 在 穿墙 静止 目标成像 应用 中 ， 有墙 体 回波抑制 方法 可归 纳为 以下 ３ ： 现 类