来源：电子技术应用 作者：北京理工大学 王治国 费元春 李熹

    摘要：基于冲激式超宽带体制，在穿墙雷达典型探测环境下完成了动目标的回波建模。并结合有效的脉冲积累方法和杂波抑制方法，创新性地将查找表技术应用于穿墙雷达，能够有效获得动目标的位置信息。该方法对系统的计算单元要求很低，图像刷新率快，便于dsp实现，已经在样机试验中取得了良好的效果。

    关键词：穿墙雷达超宽带脉冲积累杂波抑制查找表

    手持式穿墙探测雷达因为反恐、灾后救援等方面的迫切需要而成为近年来的一个研究重点。常见的墙体多为混凝土结构，频率在1～ioghz范围内的电磁波在穿过混凝土墙壁时衰减很小，其频率与衰减呈反比关系。其中8ghz时的衰减约为lodb，2ghz时衰减将下降到5db以下。本系统采用了频谱为0．9～3．6ghz两个倍频程的窄脉冲作为雷达发射信号。其相对带宽高达100％，为超宽带信号；绝对带宽2．7ghz，从而使得系统可能达到0．056m的距离分辨率。同时，冲激式超宽带体制还具有频谱利用率高、保密性好、抗多径性能优异、抗干扰能力强以及结构简单等优点，特别适合手持式穿墙探测雷达的使用。

    为了实现穿墙雷达中动目标的精确定位，本文在典型探测环境下对动目标的回波做出准确建模，并结合有效的杂波抑制方法，创新性地将查找表技术引入穿墙雷达应用中，能够迅速有效地获得动目标的位置信息。

    1 系统模型

    为了增强雷达系统的保密性，提高系统的抗干扰能力，在超宽带信号发射机中，一般多采用ppm调制方式对发射信号的频谱加以改善，然后再直接耦合到发射天线。发射信号可以描述为：

     （1）

    其中p(t)为单个窄脉冲信号，tp为信号的重复周期，{ci|i=1，2，……n)为伪随机码，nxt为th-ppm调制时的最大偏移，一般取，t为窄脉冲宽度，nmodn表示取余。因为穿墙系统中ppm调制只在信号传输过程中起作用，所以为了方便讨论，这里暂不考虑ppm调制的影响，即t=0。

    穿墙雷达的应用环境如图l所示，发射信号在a点产生反射、散射和折射，一部分能量直接返回到天线，一部分能量经由地面c点返回，另一部分能量则被传送至b点，同样经过反射、散射和折射，折射后的能量抵达目标点后，一部分被返回。从图1可以看出，雷达接收到的信号不仅包括墙壁反(散)射回波，还包括地面(天花板)反射回波，这些回波的幅度一般都很大。为了避免接收机饱和，需要消除这些反(散)射渡的影响。常采用的方法是在每个窄脉冲发射后，天线暂时关闭，稍后再转至接收支路，相当于在回波信号上加了一个动态距离门g(t-tl)。其中天线关闭时间tl由天线到墙壁的距离以及墙厚、墙介质参数等决定。因为地面反射波到达天线的时间比墙壁反射波的到达时间长，所以tl的取值一般大于墙壁的反射时间，从而导致墙后一定距离内的回波不能被采集到，产生盲区。

    对于收发共用天线，不需要考虑天线之间的耦合效应，同时假设墙体材料均匀，并且对信号的形状不产生影响，则第i个prt上的雷达回波可以表示为：

    式(2)中第一项为动目标的回波；ai为幅度衰减因子，在不同的prt中变化比较大；v为动目标的径向速度；c为光速，通常v<<c，所以第一项中的可以忽略。第二项为静止目标回波，拥有固定的幅度衰减因子c；n(t)为噪声项。

    当探测目标的运动速度较低(或者目标做匀速运动)时，超宽带信号的prf很高，可以取ⅳ个相邻prt上回波做脉冲积累，以消除(2)式中噪声项的影响；然后将第i次的累积结果与第i-1次的累积结果相减．再取绝对值，结果为：

    将p(1-ξ)和r(t)做相关运算，当相关结果最大时，td=ξ，即为所求的动目标回波延时。变量ξ的下限为tl，上限为门函数的宽度与tl之和。为了进一步提高系统实时性，减少运算量，相关处理可以采用二分的方法。

    2 动目标的回波建模和定位

    动目标运动示意图如图2，其中t为目标沿雷达扫描的切向运动，n为目标沿法向移动。设起始时间为0，从图2中可以看出，当目