超宽带穿墙雷达天线阵列配置分析及运动人体跟踪成像算法

吴世有 谭 恺 徐艳云 邵金进 陈 超 方广有 阴和俊

①(中国科学院电子学研究所 北京 100190)

②(中国科学院研究生院 北京 100039)

③(中国科学院 北京 100864)

1 引言

超宽带雷达具有测距精度高、穿透能力强、分辨能力高、反隐身能力好等优点，在雷达成像探测、精确定位、目标识别等领域显示了巨大的潜力。近年来，基于超宽带雷达技术对于墙体背后的运动目标进行非接触式的实时成像探测已经成为一个重要的研究热点，并在反恐斗争、灾害救援、公安防暴、城市巷战等领域有着显著应用。在实际应用中，墙体背后的慢速运动人体实时成像探测要求相应的超宽带雷达系统具有较好的实时性，具有较高的成像分辨率，能够消除墙体影响[1]，从而对成像算法提出了较高的要求。在成像技术方面，传统的超宽带成像算法在识别能力和计算效率上不能满足实时性的要求。三圆定位法对多个目标存在时难以达到定位目的[2,3]。时域后向投影算法的计算效率不高，并且成像结果需要进一步处理才能得到较好的效果[4-6]。相关因子滤波法(CF滤波)作为一种新提出的穿墙成像方法，其通过抑制低相关特征图像来减弱成像结果中噪声并提高图像清晰度，但其效果并不十分明显[7]。日本京都大学的学者提出的基于超宽带脉冲雷达的 SEABED(Shape Estimation Algorithm based on BST and Extraction of Directly scattered waves)算法经过适当的修正之后，同样可以实现运动目标的跟踪探测[8]。修正后的Kirchhoff算法虽然与后向投影算法的效率相当，但其具有良好的成像效果及信噪比，非常适用于穿墙成像[9-12]。……