基于穿墙阵列空间对称性的墙体杂波抑制方法

摘要

本发明提出一种利用穿墙阵列雷达空间对称性的墙体杂波抑制方法。技术方案是：首先对阵列接收到的数据进行数据整理得到初始矩阵。然后利用穿墙阵列雷达的空间排布的对称性，建立各接收天线之间的对应关系，采用本发明给出的相关运算，消除初始矩阵中各列数据中的墙体杂波，得到新的矩阵。在后续的应用中可使用常见成像算法对新的矩阵进行成像处理，得到消除墙体杂波后的图像。本发明能够对具有空间排布对称性的穿墙阵列雷达下的墙体杂波进行有效的抑制，同时具有方法简便、易于实现等优势。

主权项

1.基于穿墙阵列雷达空间对称性的墙体杂波抑制方法，其特征在于，包括下述步骤：将接收到的回波保存成矩阵的形式，单个接收天线对应的数据以列的形式进行保存；对该矩阵中所有列数据做逆傅里叶变换，得到穿墙阵列雷达的初始矩阵B；B_m×n＝[Z₁,Z₂,…,Z_i,…,Z_n]上式中，B表示初始矩阵；Z_i是列向量，表示第i列接收回波，i＝1,2,…,n；n表示所有接收回波列数；m表示所有接收回波的行数，即每列接收回波的采样点数；对初始矩阵的任意一列进行下述第一步到第四步操作，为方便起见，记当前正在处理的初始矩阵的列为待处理列Z_d；第一步：读取待处理列，寻找参考列确定待处理列Z_d对应的接收天线，根据阵列雷达空间对称性以及信号传播特性，在初始矩阵中将与Z_d对应的接收天线具有一致传播路径的接收天线对应的列命名为参考列Z_r；第二步：统一待处理列和参考列的起始时间计算Z_d和Z_r的互相关函数$R_{Z_d{Z}_r}=E\left[\right|Z_d\left(n_1\right)|·|Z_r\left(n_2\right)\left|\right]{|}_{n_2=n_1+\mathrm{\Delta n}}$上式中，|·|为取模运算；E[·]为均值运算；待处理列Z_d表示成采样序列写成Z_d(n₁)，参考列Z_r表示成采样序列写成Z_r(n₂)，n₁＝1,2,…,m-Δn；Δn表示n₂和n₁的差值，Δn＝＝0,1,…,m-1；计算相关函数的最大值，记该最大值对应的Δn值为Δn′；利用Δn′，对参考列Z_r的元素排布进行调整：若Δn′＞0，将参考列Z_r中所有元素前移Δn′个时间序列；若Δn′＜0，将参考列Z_r中所有元素后移|Δn′|个时间序列；若Δn′＝0，参考列Z_r不予调整，在进行参考列前移和后移操作中，溢出部分进行截断处理，缺失部分进行补零操作；调整后的参考列记作第三步：提取墙体杂波信息将待处理列Z_d和调整后的参考列进行如下运算：$Z_{\mathrm{sub}}=[Z_d-Z_r^{\prime }]/2,$$Z_{\mathrm{add}}=[Z_d+Z_r^{\prime }]/2$利用下式，提取墙体杂波信息Z_wall：Z_wall＝(|Z_add|-|Z_sub|)·exp(j∠Z_add)上式中，∠为相位运算；第四步，消除待处理列墙体杂波信息根据提取出的墙体杂波信息，计算下式：${\tilde{Z}}_d=\left(\right|Z_d|-|Z_{\mathrm{wall}}\left|\right)·\exp (j\angle Z_d)$则得到消除墙体杂波的待处理列本步骤结束；待原初始矩阵所有列数据处理完毕后，得到去除墙体杂波后的初始矩阵B′为：$B^{\prime }=[{\tilde{Z}}_1,{\tilde{Z}}_2,...,{\tilde{Z}}_i,...,{\tilde{Z}}_n]$上式中，为去除墙体杂波后的各列数据。