本發(fā)明公開基于多成像字典的合成孔徑穿墻雷達(dá)多徑假目標(biāo)剔除方法，應(yīng)用于合成孔徑穿墻雷達(dá)一次多徑抑制技術(shù)領(lǐng)域，首先，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特征、穿墻雷達(dá)離前墻位置以及各反射路徑回波，建立目標(biāo)直接回波字典與多徑假目標(biāo)字典；其次，對回波數(shù)據(jù)，分別使用目標(biāo)直接回波字典與多徑假目標(biāo)字典進(jìn)行后向投影成像處理，得到目標(biāo)空間圖像和多徑假目標(biāo)空間圖像；最后，將目標(biāo)空間圖像和多徑假目標(biāo)空間圖像進(jìn)行非相干融合，實現(xiàn)建筑物內(nèi)一次多徑假目標(biāo)的抑制；相比現(xiàn)有技術(shù)復(fù)雜度更低，多徑抑制效果較好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合成孔徑穿墻雷達(dá)一次多徑抑制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及合成孔徑穿墻雷達(dá)一次多徑抑制假目標(biāo)剔除技術(shù)。

背景技術(shù)

利用穿墻雷達(dá)系統(tǒng)對封閉空間內(nèi)的隱蔽目標(biāo)進(jìn)行探測時，電磁波除了直接通過目標(biāo)反射回接收天線外，還將在建筑物墻體內(nèi)表面、地面發(fā)生反射，最后傳輸?shù)浇邮仗炀€，在雷達(dá)圖像中則表現(xiàn)為多徑假目標(biāo)，導(dǎo)致虛警，嚴(yán)重影響了穿墻雷達(dá)的探測性能。

合成孔徑穿墻雷達(dá)領(lǐng)域的多徑可按電磁波在建筑物內(nèi)表面的反射情況進(jìn)行分類，主要包括：前墻振蕩多徑、側(cè)墻一次多徑、側(cè)墻二次多徑、后墻一次多徑、后墻二次多徑、前后墻振蕩多徑。二次多徑及前后墻振蕩多徑分布在成像區(qū)域之外，不影響房間內(nèi)隱蔽目標(biāo)的檢測；前墻振蕩多徑附著于目標(biāo)圖像區(qū)域后方，可通過圖像域濾波的方法解決。本發(fā)明主要解決側(cè)墻一次與后墻一次多徑假目標(biāo)的抑制問題，也適用于其他多徑假目標(biāo)的剔除。

國內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)開展了基于合成孔徑穿墻雷達(dá)的多徑建模及假目標(biāo)剔除方法的研究。其中，美國維納諾瓦大學(xué)大學(xué)提出了一種基于壓縮感知的多徑抑制方法(M.Leigsnering,F.Ahmad,M.Amin,and A.Zoubir,“Multipath exploitation inthrough-the-wall radar imaging using sparse reconstruction,”IEEE Transactionson Geoscience and Remote Sensing,vol.50,no.2,April 2014,pp.920–939.)，它將原始數(shù)據(jù)稀疏化后，利用最優(yōu)化求解方法進(jìn)行成像場景恢復(fù)，可實現(xiàn)多徑的抑制。該方法需要求解復(fù)雜的最優(yōu)化問題，會耗費大量的計算資源及運行時間，不能夠?qū)崟r處理。法赫德國王石油礦產(chǎn)大學(xué)提出了一種將子孔徑成像與壓縮感知結(jié)合的多徑抑制方法(A.Abdalla,A.Muqaibel,and A.Suhail,“Aspect dependent multipath ghost suppression in TWRIunder compressive sensing framework,”in Proceedings of the InternationalConference on Communication,Signal Processing,and their Application,Sharjah,February 2015,pp.1–6)，該方法雖然能夠減少運算數(shù)據(jù)量及抑制多徑假目標(biāo)，但是需進(jìn)行雷達(dá)選擇和優(yōu)化求解，會導(dǎo)致操作復(fù)雜并且不能滿足實時性的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于多成像字典的合成孔徑穿墻雷達(dá)多徑假目標(biāo)剔除方法，通過建立目標(biāo)直接回波字典矩陣與多徑字典矩陣；并將兩類字典用于后向投影成像，得到目標(biāo)空間圖像和多徑假目標(biāo)空間圖像；通過將這些圖像進(jìn)行非相干融合，實現(xiàn)建筑物內(nèi)一次多徑假目標(biāo)的抑制。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：基于多成像字典的合成孔徑穿墻雷達(dá)多徑假目標(biāo)剔除方法，首先，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)特征、穿墻雷達(dá)離前墻位置以及各反射路徑回波，建立目標(biāo)直接回波字典矩陣與多徑假目標(biāo)字典矩陣；其次，對回波數(shù)據(jù)，分別使用目標(biāo)直接回波字典矩陣與多徑假目標(biāo)字典矩陣進(jìn)行后向投影成像處理，得到目標(biāo)空間圖像和多徑假目標(biāo)空間圖像；最后，將目標(biāo)空間圖像和多徑假目標(biāo)空間圖像進(jìn)行非相干融合，得到抑制多徑后的圖像。

進(jìn)一步地，包括以下步驟：

S1、根據(jù)穿墻雷達(dá)離前墻位置、建筑物布局信息以及目標(biāo)直接反射路徑回波，建立目標(biāo)直接回波字典；