[发明专利]适用于MIMO穿墙雷达成像的快速墙体补偿方法

摘要

本发明公开了一种适用于MIMO穿墙雷达成像的快速墙体补偿方法，包括以下步骤：设置雷达建立坐标系，指定像素点；MIMO穿墙雷达进行多发多收实孔径正视探测，得到回波信号；寻找第一个像素点对应的上端、下端计算横坐标，计算第一个像素点对应所有收发通道的传播延迟值，最终得到所有像素点对应所有收发通道的传播延迟值；结合回波信号和传播延迟值按照后向投影成像形成最终图像。本发明在避免传统墙体补偿方法由于迭代和遍历带来的运算量过大的问题同时，具有矫正目标图像位置偏移效果好，聚焦成像区域大的良好特性，最终得到的输出图像可用于定位、识别和提取目标，在需要实时处理的MIMO穿墙雷达成像应用中具有良好的应用前景。

主权项

1.一种适用于MIMO穿墙雷达成像的快速墙体补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)在墙体一面紧贴墙体布设一探头朝向墙体另一面的MIMO穿墙雷达，所述MIMO穿墙雷达收发通道总数为N，墙体设置MIMO穿墙雷达的一面为设置面，另一面为分界面；(2)以该MIMO穿墙雷达紧贴墙体一面的中心点为原点建立坐标系，在MIMO穿墙雷达探测范围内选定一矩形成像区域，在矩形成像区域依据横纵坐标等间距指定像素点；(3)MIMO穿墙雷达进行多发多收实孔径正视探测，发射信号为超宽带脉冲信号，收集的多通道回波数据表示为{s(n,t),n＝1,2,L,N}，其中t为回波信号在第n个收发通道中的接收延迟；(4)寻找第一个像素点对应的上端计算横坐标；(41)依次对收发通道编号，第一个收发通道中，发射天线和接收天线中心点分别与像素点P(x,y)连线，连线与分界面法线构成夹角θ1,H,发、θ1,H,收，根据折射原理，计算θ1,H,发、θ1,H,收的折射角φ1,H,发，φ1,H,收；(42)以发射天线中心点为端点作射线，该射线与设置面法线夹角为φ1,H,发，该射线与分界面交点处横坐标为H1,发，以接收天线中心点为端点作射线，该射线与设置面法线夹角为φ1,H,收，该射线与分界面交点处横坐标为H1,收，将(H1,发，H1,收)标记为该收发通道对应的上端计算横坐标；(43)依次计算所有收发通道对应的上端计算横坐标(Hn,发、Hn,收)，n＝1，2，……N；(5)寻找第一个像素点对应的下端计算横坐标；(51)在第一个收发通道中，发射天线和接收天线中心点在分界面的正投影分别与与像素点P(x,y)连线，构成夹角θ1,L,发、θ1,L,收，根据折射原理，计算θ1,L,发、θ1,L,收的折射角φ1,L,发，φ1,L,收；(52)以发射天线中心点为端点作射线，该射线与设置面法线夹角为φ1,L,发，该射线与分界面交点处横坐标为L1，发，以接收天线中心点为端点作射线，该射线与设置面法线夹角为φ1,L,收，该射线与分界面交点处横坐标为L1，收，将(L1,发，L1,收)标记为该收发通道对应的下端计算横坐标；(53)依次计算所有收发通道对应的下端计算横坐标(Ln,发、Ln,收)，n＝1，2，……N；(6)计算第一个像素点对应所有收发通道的传播延迟值；(61)在第一个收发通道中，H1,发和L1,发加权求和得到G1,发，H1,收和L1,收加权求和得到G1,收；(62)根据G1,发和G1,收分别计算发射天线、接收天线的传播延迟τ1,发，τ1,收，得到传播延迟值(τ1,发、τ1,收)；(63)重复上述步骤，得到该像素点对应所有收发通道的传播延迟值(τn,发、τn,收)，n＝1，2，……N；(7)重复步骤(4)、(5)、(6)，计算所有像素点对应所有收发通道的传播延迟值；(8)对每个像素点，根据多通道回波数据{s(n,t),n＝1,2,L,N}，和该像素点对应的所有收发通道的传播延迟值，按照后向投影成像形成最终图像。