[发明专利]一种WiFi无源雷达的城市建筑环境杂波抑制方法

说明书

本发明公开一种WiFi无源雷达的城市建筑环境杂波抑制方法，应用于无源雷达杂波抑制领域，针对现有技术存在的对建筑环境杂波抑制不足的问题，本发明方法在现有外辐射源雷达信号处理的基础上，增加了准备工作阶段，在准备工作阶段，雷达的任务不是监视或检测目标，而是收集从周围固定环境返回的建筑杂波回波，并建立建筑环境杂波数据库；在正常工作阶段，雷达处于监视或目标探测工作状态，对于监视通道信号，先进行初级的杂波抑制处理和互相关运算，然后使用建筑环境杂波数据库存储的建筑杂波数据，对互相关处理后的监视信号中残余的建筑杂波作对消处理，再进行目标检测；能够明显提高处理后的信杂比。

技术领域

本发明属于无源雷达杂波抑制领域，特别涉及一种利用城市建筑环境杂波数据库的WiFi无源雷达杂波抑制技术。

背景技术

WiFi无源雷达利用在城市空间中很容易获得的WiFi信号作为外辐射源，能够实现对存在于建筑物内部或其周边区域中的感兴趣目标的检测、定位与跟踪，可应用于安防、场面监视、自动驾驶、重要场所清场、危险目标识别，以及紧急态势感知等领域，是一种极具应用前景的智能传感器。但是，复杂的建筑环境会造成电磁波的反射、散射和绕射，对无源雷达系统带来严重的环境杂波干扰，这已成为限制WiFi无源雷达探测性能的根本原因。大多数的WiFi无源雷达系统都包含两个信号接收通道：参考通道和监视通道，分别接受参考信号和监视信号。理想地，参考信号只包含来自外辐射源的直达波信号，监视信号只包含来自监视场景中感兴趣目标散射的外辐射源信号；然而，实际地，参考信号和监视信号还包含了由建筑环境带来的反射多径信号和散射杂波信号，此外，监视信号还可能包含很强的直达波干扰信号。在本发明中，我们把由建筑环境(包括建筑物内部和外部)引起的多径干扰、散射杂波和直达波信号统称为建筑环境杂波信号。经典的无源雷达环境杂波抑制方法主要分为两大类：空域抑制法和时域抑制法。空域抑制法即空域滤波，要求系统采用阵列天线配置，实现复杂且成本高；时域抑制法需要产生对应不同距离单元延时的参考回波信号，并计算投影矩阵把监视信号投影到与杂波相正交的子空间，但是存在运算量大的问题，如意大利罗马大学F.Colone等人提出的扩展对消算法(ECA，Ex-tensive CancellationAlgorithm)、分段扩展对消算法(ECA-B，Extensive Cancellation Algorithm Batches)等。另外，上述的环境杂波抑制方法没有充分利用环境杂波中包含的固定建筑物回波先验信息，仍然存在对建筑环境杂波抑制不足的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种WiFi无源雷达的城市建筑环境杂波抑制方法，采用准备工作阶段存储在数据库中的建筑环境杂波数据，对正常工作阶段监视信号作对消处理，能够提高处理后的信杂比。

本发明采用的技术方案为：一种WiFi无源雷达的城市建筑环境杂波抑制方法，先在准备工作阶段建立建筑环境杂波数据库，其中存储了残余的建筑环境杂波数据，然后在正常工作阶段利用残余建筑环境杂波数据对监视信号作对消处理，再进行目标检测。

在准备工作阶段，无源雷达系统的参考通道与监视通道仅接收监视场景内建筑环境产生的固定环境回波，且监视环境中不包含运动目标；并且在准备工作阶段，包括对建筑环境杂波数据库的建立过程：

A1、接收监视场景的回波信号，包括接收参考信号和监视信号；步骤A1还包括分别对参考信号和监视信号依次进行射频放大、滤波、模拟-数字转换、下变频、中频以及基带信号处理；得到基带参考信号和监视信号；还可将模拟-数字转换放到下变频后的中频或基带信号处理中进行。

A2、对参考信号进行杂波抑制；

A3、对杂波抑制后的参考信号进行副峰抑制；

A4、使用副峰抑制后的参考信号对监视信号进行初级杂波抑制；

A5、将副峰抑制后的参考信号和初级杂波抑制处理后的监视信号进行二维互相关运算，得到关于建筑环境的残余杂波互相关矩阵；