[发明专利]穿墙雷达回波数据的处理方法

说明书

本发明公开了一种穿墙雷达回波数据的处理方法，包括获取雷达接收信号序列；进行逐列差分得到差分序列；在方向维计算能量得到能量序列；对差分序列逐行归一化得到归一化后的差分序列；在方向维累积求和得到序列；获取大于差分阈值的点，确定目标区间，保护区间和参考区间；判定目标区间是否出现目标并确定目标的初始位置；对序列进行滤波得到预处理后的数据；获得目标位置并显示目标轨迹，完成穿墙雷达回波数据的处理。本发明无需额外的硬件需求，适用性高，计算速度快，杂波抑制效果好，可应用于穿墙雷达运动目标的实时定位，无人机等动目标探测雷达系统的数据预处理中。

技术领域

本发明具体涉及一种穿墙雷达回波数据的处理方法。

背景技术

超宽带穿墙雷达是一种新型的对建筑物后的目标进行成像的雷达，由于其具有较高的距离分辨率和良好的穿透能力，在墙体后人质救援、生命探测、室内布局、反恐斗争等领域具有广泛的应用前景。

为了抑制墙体，天线等产生的耦合信号，传统的实时处理方法有耦合对齐后再脉冲相消，该方法存在运动人体目标的特征信息无法完整保留、严重的多径虚假像干扰运动目标检测等问题。对于目标初始位置的确定，传统的恒虚警检测算法(CFAR)在一定程度上解决了这个问题，但其是在杂波服从高斯分布的假设下进行的。在实际的数据处理过程中，回波信号中高能量的位置依旧存在于雷达天线的耦合波附近。

传统的脉冲对消法和指数平均法，虽然在一定程度上能去掉背景杂波的干扰。但是脉冲对消法存在抗噪声能力差，目标信息无法完整保留等缺陷。类似地，指数平均法存在权重系数无法自适应更新等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够精准定位目标位置，且适用性好，计算速度快的穿墙雷达回波数据的处理方法。

本发明提供的这种穿墙雷达回波数据的处理方法，包括如下步骤：

S1.获取测量过程中雷达接收信号的所有A-scan序列x(k,n)，其中k＝1,2,...,K，n＝1,2,...,N，K和N分别为一道A-scan的采样点数和该次测量内接收到的A-scan道数；

S2.对步骤S1得到的序列x(k,n)，逐列进行差分得到差分序列d(k,n₁)，其中k＝1,2,...,K，n₁＝1,2,...,N-1；

S3.对步骤S2得到的差分序列d(k,n₁)，在方向维计算能量得到能量序列E(k)，k＝1,2,...,K；

S4.将步骤S2得到的差分序列进行逐行归一化，并得到归一化后的差分序列di(k,n₁)，其中k＝1,2,...,K，n₁＝1,2,...,N-1；

S5.对步骤S4得到的归一化后的差分序列di(k,n₁)，在方向维累积求和得到序列S(k)；

S6.在步骤S5得到的序列S(k)中，获取大于差分阈值的点，从而确定目标区间，保护区间和参考区间；

S7.在步骤S6确定的目标区间，保护区间和参考区间中，根据步骤S3得到的序列E(k)，判定目标区间是否出现目标，并将该目标区间作为目标的初始范围；

S8.根据目标出现的范围确定滤波区域，并对滤波区域中序列x(k,n)进行滤波处理，得到预处理后的数据xd(k,n)；

S9.根据步骤S8得到的预处理后的数据xd(k,n)获得目标位置并显示目标轨迹，从而完成穿墙雷达回波数据的处理。

步骤S2所述的对步骤S1得到的序列x(k,n)逐列进行差分得到差分序列d(k,n₁)，具体为采用如下算式计算d(k,n₁)：

d(k,i)＝x(k,i+1)-x(k,i)