[发明专利]用于探地雷达波形优化的方法

权利要求书

1.一种用于探地雷达波形优化的方法，包括：

基于所建立的探地雷达模型，对原始信号波形分别去除加性干扰和乘性干扰；

将去除加性干扰和乘性干扰后的信号进行分离，建立第一个反射信号的残余杂波的模型，并对残余杂波模型的未知参数建立目标函数进行求解，其中，包括去除加性干扰和乘性干扰后的信号分离为包含目标反射特性的线性部分和包含第一个反射信号的残余杂波的非线性部分，并使得分离前的信号与分离后的线性部分的信号在反射波形的主要部分一致，转化为求解目标函数最小值的问题，得到残余杂波的相关参数，所述反射波形的主要部分为

g_l，i，main(t)＝g_l，i(t)·window_i(t)

g′_i，main(t)＝g′_i(t)·window_i(t)

其中，时域窗函数window_i(t)满足：

t表示为时域窗函数的窗口宽度；G_l，i为包含目标反射特性的线性部分，G′_i是第i次实测信号的频域响应；g_l，i(t)、g′_i(t)分别是G_l，i和G′_i对应的时域波形向量；g_l，i，main(t)，g′_i，main(t)，分别是g_l，i(t)、g′_i(t)加窗后的时域波形向量；t_i＝2·h_i/c，c为电磁波在真空中传播的速度；角标i为测量的次数；h_i为第i层的高度；角标i为测量的次数；B为雷达信号的带宽；

以及

进一步去除第一个反射目标的残余杂波，完成探地雷达波形的优化。

2.根据权利要求1所述的方法，在所述基于所建立的探地雷达模型，对原始信号波形分别去除加性干扰和乘性干扰的步骤之前还包括：

根据频率步进探地雷达工作过程中的主要物理过程，建立探地雷达模型，该探地雷达模型满足：

其中，S(ω)表示探地雷达系统接收到的反射回波；G_xx(ω)为偏置格林函数，为格林函数，二者均表示探测目标在不同频率下的反射特性；其余参数分别表示了探地雷达系统对雷达信号的影响，其中，T₀(ω)表示收发天线间相互耦合效应；T(ω)表示电磁波从发射天线到目标然后反射回接收天线的非线性过程，TR(ω)表示电磁波从发射天线直接耦合到接收天线，然后部分信号被反射出来到达目标然后再次被目标反射到接收天线的非线性过程；R_s(ω)表示天线与被探测目标间存在的多次反射关于角频率的表达式，ω为角频率。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述加性干扰为探地雷达系统收、发天线间相互耦合效应T₀(ω)；

则对原始信号波形去除加性干扰后，满足：

其中，为去除加性干扰后的信号。

4.根据权利要求2所述的方法，其中：

所述乘性干扰为探地雷达信号频率域下的干扰项，与T(ω)、TR(ω)、R_s(ω)有关；

当目标处于天线的远场辐射区，且收、发天线间距小于5cm时，G_xx(ω)、两者的值相差很小，采用一个近似的特性函数G′_xx(ω)进行代替G_xx(ω)、

采用反卷积处理的方法去除所述乘性干扰：