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中国科技论文 2016年第2期11卷 145-149页

作者：祝忠明韩文文吴兴韩书华成都理工大学信息科学与技术学院成都610059 成都理工大学地球物理学院成都610059 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院江苏常州213000

针对目前一些利用超宽带技术定位目标体的方法存在的缺陷,在前人研究的双椭圆交叉定位方法的基础上,推导了信号传播路径的时延解析方程,采用近似方法求解信号穿过墙体的延时,将时廷迟分割为有限个小单元,形成时间查找表,表中每个小单元... 详细信息

针对目前一些利用超宽带技术定位目标体的方法存在的缺陷,在前人研究的双椭圆交叉定位方法的基础上,推导了信号传播路径的时延解析方程,采用近似方法求解信号穿过墙体的延时,将时廷迟分割为有限个小单元,形成时间查找表,表中每个小单元都有与其一一对应的位置信息。通过模型建立计算时间延迟并分析延时误差,讨论目标体远近与墙体厚度对定位精确度的影响,结果表明目标体与发射天线的距离对位置信息识别的精确度几乎无影响,但墙体的厚度越大,延迟误差越大,定位信息越不准确,此方法不适合厚度超过30cm的墙体。

关键词：超宽带检测查表穿墙定位延时

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宽带布尔混沌雷达实现生命信号探测和人体定位

宽带布尔混沌雷达实现生命信号探测和人体定位

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作者：李莹太原理工大学

学位级别：硕士

生命探测雷达主动发射电磁波进入搜救区域,通过分析人体目标的回波信号进而检测人体的生命体征信号和位置,其在国土安全、反恐和灾难救援等方面具有重要作用。相比于传统的基于红外、声波和光学等生命探测仪,生命探测雷达具有良好的障... 详细信息

生命探测雷达主动发射电磁波进入搜救区域,通过分析人体目标的回波信号进而检测人体的生命体征信号和位置,其在国土安全、反恐和灾难救援等方面具有重要作用。相比于传统的基于红外、声波和光学等生命探测仪,生命探测雷达具有良好的障碍物穿透能力以及不受环境温度、噪音和现场可见度影响等明显优势,已成为生命探测领域的研究热点。布尔混沌信号具有宽而平坦的功率谱、随机波形及自相关曲线呈现?函数等特性,用于测距可实现厘米级空间分辨率。此外,布尔混沌信号抗干扰性强,可用于灾后复杂的电磁环境。因此,本文将布尔混沌信号引入生命探测雷达领域,分别提出了混沌-多普勒混合型生命探测雷达以及宽带布尔混沌生命探测雷达。主要研究工作包括:1.总结了现有生命探测仪的分类,详细介绍了生命探测雷达的分类及研究进展,分析了各体制雷达的优缺点,并提出将宽带布尔混沌信号引入生命探测雷达领域中。2.介绍了两种宽带布尔混沌信号发生器,通过分析布尔混沌信号的时序、频谱、自相关及模糊函数等特性,重点研究了布尔混沌信号在生命探测雷达领域的优势。3.设计并制作了宽带线性开槽天线和开口环传感器,搭建了混沌-多普勒混合型生命探测雷达系统,该系统将正弦波调制的宽带布尔混沌信号作为发射信号,基于混沌相关技术和迈克尔逊干涉原理,可同时实现墙后人体定位和生命信号探测。实验结果表明,该雷达穿透20 cm厚的砖墙,人体定位的距离向分辨率和动态范围分别为23 cm和50 dB,呼吸、心跳测量的动态范围分别为50 dB和10 dB。此外,电磁仿真研究了该雷达的抗干扰性能,结果表明,其对高斯白噪声、线性调频信号和布尔混沌信号具有良好的抗干扰性。4.搭建了宽带布尔混沌生命探测雷达系统,该系统将宽带布尔混沌信号作为发射信号,结合定位-生命信号提取算法,可获取墙后目标的距离信息和呼吸频率。仿真和实验结果表明,该雷达系统可穿透20 cm厚的墙,实现单、双目标的探测,并且具有良好的抗干扰性,在相同干信比下,对高斯白噪声和线性调频信号的抗干扰性优于对混沌信号的抗干扰性。

关键词：生命信号探测穿墙定位布尔混沌迈克尔逊干涉原理抗干扰

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超宽带雷达信号处理与参数估计方法研究

超宽带雷达信号处理与参数估计方法研究

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作者：柴其钰南京航空航天大学

学位级别：硕士

合成孔径雷达（SAR）的研究在近几十余年中已取得了长足的发展，它能够极大地提高雷达的方位向分辨率，并可以根据需要对观测场景进行成像。而在近十余年中，超宽带技术在室内穿墙定位上的应用，受到越来越多人的重视。超宽带信号特有... 详细信息

合成孔径雷达（SAR）的研究在近几十余年中已取得了长足的发展，它能够极大地提高雷达的方位向分辨率，并可以根据需要对观测场景进行成像。而在近十余年中，超宽带技术在室内穿墙定位上的应用，受到越来越多人的重视。超宽带信号特有的频谱高利用率、良好的信号保密性、无严格的信号形状要求、高距离向分辨率以及障碍物穿透能力的性质，使其在室内定位技术中具有不可替代的优势。将超宽带技术和SAR技术相结合可以获得一种具有独特应用价值的微波传感器——超宽带合成孔径雷达（UWB-SAR）。UWB-SAR可以穿透叶簇、地表，对隐藏在其中的目标进行二维高分辨率的成像，在民用和军用领域都具有比较广阔的应用前景。论文首先简述超宽带信号定义、超宽带UWB-SAR的发展现况、超宽带信号在穿墙定位中的应用，对本文的研究内容做出概括说明。论文第二章主要讨论超宽带线性调频信号体制下SAR的成像算法及应用。在简略介绍SAR成像原理和经典的信号变标Chirp Scaling（CS）成像算法之后，探讨了使用CS成像算法对超宽带雷达信号进行信号处理的改进方法，使得算法能够应用于超宽带线性调频信号的情况，并给出仿真论证算法修改的有效性。由于超宽带线性调频体制机载合成孔径雷达，可对地表隐藏物或覆盖目标进行成像，改进算法的研究对于地表测绘、地面覆盖物探测与侦查具有实际应用的意义。论文第三章的主要研究对象为超宽带穿墙雷达。文章系统阐述了穿墙信号探测的空间数学模型和超宽带的回波信号模型，采用基于查找表的双椭圆定位法对点目标进行定位仿真。假设探测范围是预先知晓的，通过二维空间搜索法先确定区域内各个位置对应的回波信号时延量，再查表进行双椭圆定位法。仿真给出了查找表的实例、双椭圆定位图，结果表明定位较为准确。论文最后部分延伸讨论了如何对未知墙体的参数估计。由于查找表的生成也意味着探测系统对于定位所需要的墙体参数是已知的。这一理想假设在实际操作中是有误差存在的，也是会影响目标定位质量的。文章讨论了一种基于定位系统获得的时延量以及目标与天线的相对位置，使用牛顿数值法求解非线性方程组，从而得到参数的近似值的估计方法，并给出仿真结果。

关键词：超宽带信号合成孔径雷达 CS算法穿墙定位参数估计

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穿墙探测成像研究

穿墙探测成像研究

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作者：王阳西安电子科技大学

学位级别：硕士

超宽带穿墙雷达因反恐、灾后救援等方面的迫切需要而成为近年来的研究重点。穿墙探测定位成像能够实现外部非入侵探测，满足人们对建筑物或其它障碍物内目标位置确定的需要。它是一种携带方便、能够快速准确提供目标位置信息的系统。 ... 详细信息

超宽带穿墙雷达因反恐、灾后救援等方面的迫切需要而成为近年来的研究重点。穿墙探测定位成像能够实现外部非入侵探测，满足人们对建筑物或其它障碍物内目标位置确定的需要。它是一种携带方便、能够快速准确提供目标位置信息的系统。本文首先将实际穿墙探测雷达工作情况抽象为穿墙模型，分析雷达发射信号的选择和墙体对电磁波传播的影响，并讨论去除墙体影响的办法折射路径求解以及直达波去除;对于系统热噪声以及自然界中的高斯白噪声去除方法进行了介绍;然后给出两种穿墙成像方法：三边定位法和合成孔径成像法，建立FDTD模型后，分别给出成像仿真，从运算量、算法复杂度以及存储空间要求进行比较;最后对穿墙成像的发展进行展望。

关键词：穿墙定位折射路径三边定位法合成孔径法

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