【摘要】：穿墻成像雷達(dá)利用電磁波的穿透特性,結(jié)合多種寬帶信號(hào)和天線(xiàn)體制可對(duì)探測(cè)區(qū)域進(jìn)行二維成像,不僅能夠發(fā)現(xiàn)建筑物內(nèi)的靜止和運(yùn)動(dòng)目標(biāo),還能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行定位和跟蹤,在軍事、反恐、救災(zāi)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。穿墻成像雷達(dá)發(fā)射的信號(hào)在穿透墻體的同時(shí),大部分能量將直接返回,造成高瞬時(shí)功率的直達(dá)波信號(hào);此外,部分信號(hào)在墻體介質(zhì)內(nèi)發(fā)生多次反射,形成持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的振鈴干擾。以上墻體雜波嚴(yán)重干擾了對(duì)回波中相對(duì)微弱的目標(biāo)信號(hào)的檢測(cè),研究如何消除墻體雜波,對(duì)提高穿墻成像雷達(dá)的性能具有重要意義。針對(duì)上述問(wèn)題,本文首先分析了信號(hào)與墻體的作用機(jī)理,研究了穿墻成像的信號(hào)體制、收發(fā)模式、墻體雜波抑制原理等基本理論,通過(guò)處理仿真數(shù)據(jù)考察了不同收發(fā)模式下典型雜波抑制算法的有效性。在此基礎(chǔ)上,研究了如何利用獨(dú)立分量分析對(duì)直達(dá)波干擾進(jìn)行抑制的問(wèn)題,在回波域建立了算法模型,并針對(duì)采用多收多發(fā)模式時(shí),因收發(fā)通道數(shù)量少而導(dǎo)致的觀察信號(hào)不足問(wèn)題,提出了一種采用單通道多次快拍數(shù)據(jù)建立觀察矩陣,來(lái)分離直達(dá)波與目標(biāo)信號(hào)的方法,仿真及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明,該方法可達(dá)到較好的直達(dá)波抑制效果。針對(duì)殘余墻體雜波對(duì)目標(biāo)信號(hào)的干擾問(wèn)題,提出了基于稀疏盲解卷積算法的干擾抑制方法。引入了一般盲解卷積算法模型,重點(diǎn)分析了稀疏盲解卷積算法原理,討論了殘余回波的稀疏性及其量化方式。在此基礎(chǔ)上研究了結(jié)合參數(shù)化建模與信號(hào)稀疏分解的稀疏盲解卷積算法,并針對(duì)全局參數(shù)優(yōu)化方法的不足提出了局部?jī)?yōu)化的策略。最后通過(guò)仿真試驗(yàn)對(duì)比了不同算法的雜波抑制效果。
[Abstract]:Through-wall imaging radar makes use of the penetrating characteristics of electromagnetic waves, combined with a variety of broadband signals and antenna systems, can carry out two-dimensional imaging of the detection area, not only can find the static and moving targets in the building, but also can locate and track the targets. In the military, counter-terrorism, disaster relief and other fields have important application value. When the signal transmitted by the wall-penetrating imaging radar penetrates the wall, most of the energy will be returned directly, which will result in the direct wave signal with high instantaneous power. In addition, some signals are reflected in the wall medium many times, forming a longer duration of ringing interference. The above wall clutter seriously interferes with the detection of the relatively weak target signal in the echo. The research on how to eliminate the wall clutter is of great significance for improving the performance of the wall-penetrating imaging radar. In order to solve the above problems, this paper first analyzes the mechanism of the signal and the wall, studies the signal system of the wall-through imaging, the mode of receiving and receiving, the principle of the wall clutter suppression, and so on. The effectiveness of typical clutter suppression algorithms in different transceiver modes is investigated by processing simulation data. On this basis, the problem of how to suppress direct wave interference by independent component analysis is studied. The algorithm model is established in the echo domain, and the multi-receiving and multi-transmission mode is used to solve the problem. Due to the shortage of observation signals due to the small number of receiving and transmitting channels, this paper presents a method to separate direct wave from target signal by using single channel multi-shot data to set up observation matrix. Simulation and measured data processing results show that: 1. This method can achieve better direct wave suppression effect. Aiming at the interference of residual wall clutter on target signal, a new interference suppression method based on sparse blind deconvolution algorithm is proposed. The general blind deconvolution algorithm model is introduced. The principle of sparse blind deconvolution algorithm is analyzed. The sparsity of residual echo and its quantization method are discussed. On this basis, a sparse blind deconvolution algorithm combining parametric modeling and signal sparse decomposition is studied, and a local optimization strategy is proposed to overcome the shortcomings of the global parameter optimization method. Finally, the clutter suppression effects of different algorithms are compared by simulation experiments.
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TN957.52

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本文編號(hào)：2430875