[发明专利]基于单通道超宽带雷达的生命体双站协同探测方法

说明书

本发明公开了一种基于单通道超宽带雷达的生命体双站协同探测方法，通过两个不同位置的雷达接收区域中回波信号，形成两个二维回波信号矩阵，对两个矩阵分别进行运动滤波，低通滤波等操作后将两矩阵沿慢时间维度进行互相关计算，形成互相关系数矩阵，利用互相关矩阵中目标与两雷达的距离计算出目标的具体位置并成像。该方法既能够实现对多个不同强弱生命体目标的有效检测，又能够一次性提取每个生命体目标的相对于两部雷达的距离信息，无需配对处理即可解算生命体目标的位置信息，能够有效降低在多目标情况下的虚警和漏警概率，提高人体目标检测的准确性和稳健性，能够满足灾害救援等场合下复数名被困人员微弱生命特征检测的需要。

技术领域

本发明涉及一种雷达探测方法，尤其涉及一种基于单通道超宽带雷达的生命体双站协同探测方法。

背景技术

在雷达式生命探测领域，为了实现对生命体目标的检测与定位，传统方法一般使用具有多个收发通道的超宽带雷达或多个单收发通道的超宽带雷达同时进行生命体目标探测。针对单个收发通道的生命体回波信号，采用多脉冲相干积累的方式提取微弱的周期性呼吸生命特征，进而通过目标检测获取生命体相对于雷达的距离信息，最后利用多个收发通道的生命体距离信息解算生命体的位置信息。

然而在多个生命体目标的情况下，这种基于相干积累的生命体检测与定位方法存在两个主要问题。其一，由于多个目标散射特性、相对于雷达的距离的差异以及多目标遮挡，导致不同目标回波信号能量差异较大，回波能量微小的目标信号不易于检测，甚至被噪声湮没出现漏检现象；其二，多个收发通道的生命体位置信息需要按目标归属进行配对处理，配对处理过程繁琐且容易出现虚假配对问题而产生假目标。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，能够实现对多个不同强弱生命体目标的有效检测，又能够一次性提取每个生命体目标的基于单通道超宽带雷达的生命体双站协同探测方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种基于单通道超宽带雷达的生命体双站协同探测方法，包括以下步骤：

(1)选定一矩形区域，在矩形区域一边设置两雷达，分别标记为一号雷达、二号雷达，所述雷达为频率步进雷达，两雷达的发射机朝向矩形区域内，且两雷达间距为c，探测区域能部分重叠；

(2)两部雷达的发射机同时连续发出N个周期的频率步进连续波信号，到达生命体目标经散射后产生回波信号，由两部雷达接收机采集，每部雷达均获得N个周期的频率步进回波信号；

(3)将一号雷达、二号雷达接收的频率步进回波信号，按周期进行IFFT变换，形成快慢时间数据平面，分别存入N行M列的矩阵P₁(N,M)和P₂(N,M)中，其中，M为IFFT的点数；

(4)采用运动滤波器对步骤(3)得到的两个矩阵分别按列沿慢时间进行运动滤波，运动滤波后的矩阵记为T_p1(N,M)和T_p2(N,M)；

(5)采用低通滤波器对步骤(4)得到的两个矩阵分别按列沿慢时间进行低通滤波，滤波后数据矩阵记为T_L1(N,M)和T_L2(N,M)；

(6)将T_L1(N,M)中第i(i＝1,2,…,M)列元素与矩阵T_L2(N,M)的第j(j＝1,2,…,M)列元素进行相关系数计算，形成互相关系数矩阵V_M×M，V_M×M中相关系数计算公式如下所示：

其中t_L1i(t)表示矩阵T_L1(N,M)第t行i列的元素，t_L2j(t)表示矩阵T_L2(N,M)第t行j列的元素，V(i,j)为矩阵V_M×M第i行j列元素；