分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统设计与联合定位 被引量：1

1

作者 刘新 朱海滨 +6 位作者 刘宗强 薛长虎 穆雅鑫 渠晓东 叶盛波 夏正欢 方广有 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期747-760,共14页

单发单收穿墙雷达具备便携、系统简单、可独立工作等优势,但难以实现目标二维定位与跟踪。该文基于便携式单发单收雷达设计了一套分布式无线组网穿墙雷达系统,同时提出了一种目标联合定位方法,能够兼顾系统便携、低成本和目标二维信息... 单发单收穿墙雷达具备便携、系统简单、可独立工作等优势,但难以实现目标二维定位与跟踪。该文基于便携式单发单收雷达设计了一套分布式无线组网穿墙雷达系统,同时提出了一种目标联合定位方法,能够兼顾系统便携、低成本和目标二维信息估计。首先,设计了基于互补格雷码发射波形的超宽带雷达系统,解决了同频段多台雷达同时工作互相干扰的问题;分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统包括3个雷达节点,并通过无线模块与数据处理中心通信。其次,提出了一种基于行为认知理论和模板匹配相结合的数据同步方法,通过识别各雷达数据中的相同运动状态来解决无线组网雷达慢时同步问题,摆脱了传统同步方法对硬件的苛刻要求。最后,提出基于Levenberg-Marquardt(L-M)最优化算法的雷达位置自估计和目标位置求解方法,实现了无先验雷达节点位置信息下的目标快速定位与跟踪。通过仿真分析与实验验证,该文设计的无线组网雷达系统可以实现目标二维定位与实时跟踪,雷达自身位置的估计精度优于0.06 m,对运动人体目标定位精度优于0.62 m。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达 分布式组网 无线组网 数据同步 联合定位

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组合字典下超宽带穿墙雷达自适应稀疏成像方法 被引量：10

2

作者 晋良念 申文婷 +1 位作者 钱玉彬 欧阳缮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1047-1054,共8页

针对现有超宽带穿墙雷达稀疏成像算法大多只采用点目标稀疏基表示模型和稀疏优化的正则化参数不能被自适应调整以及目标位置不在划分网格上带来虚假像的问题,该文提出一种基于贝叶斯证据框架的自适应稀疏成像方法。该方法首先利用组合... 针对现有超宽带穿墙雷达稀疏成像算法大多只采用点目标稀疏基表示模型和稀疏优化的正则化参数不能被自适应调整以及目标位置不在划分网格上带来虚假像的问题,该文提出一种基于贝叶斯证据框架的自适应稀疏成像方法。该方法首先利用组合字典独立稀疏表示场景中的点目标和扩展目标,然后在建立的偏离网格稀疏表示模型的基础上分层最大化各参数的似然函数,用第1层推理结合共轭梯度算法估计组合字典的各稀疏表示系数,用第2层推理估计正则化参数和目标的偏离网格量,最终通过迭代优化参数的设置得到问题的求解。仿真和实验结果表明,该方法不仅同时自适应增强穿墙场景中的点目标和扩展目标,还消除了偏离网格目标引起的虚假像。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达稀疏成像 组合字典 证据框架 参数自适应调整

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超宽带穿墙雷达成像技术研究现状 被引量：7

3

作者 蔡继亮 童创明 姬伟杰 《电讯技术》 北大核心 2012年第9期1541-1546,共6页

介绍了国内外超宽带穿墙雷达(Ultra Wide-Band Through the Wall Radar,UWB-TWI)装备研制现状,重点放在穿墙雷达成像算法上,包括逆散射成像算法、后向投影算法、时间反转镜方法、压缩感知成像方法等,以期为相关研究人员提供参考。

关键词 超宽带穿墙雷达 成像算法 逆散射 后向投影 时间反转镜 压缩感知

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基于改进OMP的超宽带穿墙雷达稀疏成像方法 被引量：3

4

作者 晋良念 钱玉彬 +2 位作者 申文婷 刘琦 张燕 《电子技术应用》 北大核心 2015年第11期135-139,共5页

在超宽带穿墙雷达成像应用中,压缩感知理论应用可以获得高分辨率稀疏成像。但这必须建立在目标恰好落在预设网格点的前提条件下,一旦目标偏离预设网格点,目标像会发生偏移,甚至还会产生虚假像。本文提出一种基于梯度优化的贝叶斯假设检... 在超宽带穿墙雷达成像应用中,压缩感知理论应用可以获得高分辨率稀疏成像。但这必须建立在目标恰好落在预设网格点的前提条件下,一旦目标偏离预设网格点,目标像会发生偏移,甚至还会产生虚假像。本文提出一种基于梯度优化的贝叶斯假设检验正交匹配追踪(GBTOMP)稀疏成像方法。该方法以传统正交匹配追踪(OMP)为基础,从预设网格点空间位置出发,以梯度优化的最速上升方法搜索到目标真实空间位置,并由此修正模型中的感知矩阵,再利用修正后的感知矩阵恢复目标散射系数。考虑到正交匹配追踪会带来冗余下标,利用贝叶斯假设检验设置一个合适的门限去冗余以保证目标真实像的准确恢复。仿真和实验结果表明,该方法校正了目标偏离预设网格所带来的模型误差,稀疏成像效果明显改善。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达成像 偏离网格 修正正交匹配追踪 贝叶斯假设检验

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基于超宽带穿墙雷达的目标边界估计算法 被引量：2

5

作者 吴世有 丁一鹏 +3 位作者 陈超 徐艳云 方广有 阴和俊 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1277-1283,共7页

基于超宽带雷达的穿墙成像技术在灾难救援和反恐作战等非侵入式探测领域有着广泛的应用前景,而这些应用领域往往需要对探测目标的高分辨成像以确定其边界形状。该文针对这一需求,提出一种基于超宽带雷达的边界成像算法从而实现墙后目标... 基于超宽带雷达的穿墙成像技术在灾难救援和反恐作战等非侵入式探测领域有着广泛的应用前景,而这些应用领域往往需要对探测目标的高分辨成像以确定其边界形状。该文针对这一需求,提出一种基于超宽带雷达的边界成像算法从而实现墙后目标的外形估计及识别。该算法假定在近场探测条件下,利用提出的回波时延差关系曲线确定回波的入射方向,进而消除墙体影响,对墙后目标进行有效的边界估计。对具有不同边界的目标进行的仿真和实验结果表明,该算法能够有效补偿墙体影响,目标边界估计效果好,达到依据估计的目标外形实现目标初步识别的要求。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达 目标识别 边界估计 时延差曲线

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超宽带穿墙雷达双稳健波束互相关加权的自适应成像方法 被引量：1

6

作者 晋良念 欧阳缮 肖海林 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1644-1648,共5页

为了改善超宽带穿墙雷达目标成像质量,论文提出双稳健波束互相关加权的自适应成像方法。该方法将基阵交替划分为两个子阵,利用双约束稳健Capon波束形成(DRCB)独立估计子阵波束输出信号,取其信号和的能量作为像值获得高成像分辨率和强干... 为了改善超宽带穿墙雷达目标成像质量,论文提出双稳健波束互相关加权的自适应成像方法。该方法将基阵交替划分为两个子阵,利用双约束稳健Capon波束形成(DRCB)独立估计子阵波束输出信号,取其信号和的能量作为像值获得高成像分辨率和强干扰抑制能力;又因两波束的输出具有非常相似的主瓣响应和不同旁瓣响应的特点,取其互相关系数加权像值,可以减小旁瓣达到提高成像对比度的目的。时域有限差分(FDTD)数值仿真和实验数据处理结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达成像 双约束稳健Capon波束形成 互相关系数 分辨率 对比度

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用于超宽带穿墙雷达的窄脉冲产生技术 被引量：6

7

作者 黄堂森 《电子科技》 2007年第2期23-24,28,共3页

用于超宽带穿墙雷达的脉冲产生技术是一种无载波极窄脉冲产生技术,在无线电通信领域有着广阔的应用前景。提出了使用延时芯片和ECL门产生极窄脉冲的方法,并对其产生原理做了理论分析。设计了原理框图和电路图,最后给出并分析了试验结果。

关键词 超宽带穿墙雷达 窄脉冲 延时芯片 ECL门

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超宽带穿墙雷达设计与脉冲压缩回波处理

8

作者 张朝霞 傅正 +3 位作者 张明江 周俊杰 张东泽 闫东 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2014年第1期106-110,共5页

有限时域差分法可以利用有限差分方程对电磁波穿透墙体后的情况进行分析,获得墙体的透射系数。利用该计算结果,对超宽带穿墙雷达模型进行数学建模,构造出超宽带脉冲压缩穿墙雷达模型。采用仿真软件对该模型一维情况的发射接收过程进行... 有限时域差分法可以利用有限差分方程对电磁波穿透墙体后的情况进行分析,获得墙体的透射系数。利用该计算结果,对超宽带穿墙雷达模型进行数学建模,构造出超宽带脉冲压缩穿墙雷达模型。采用仿真软件对该模型一维情况的发射接收过程进行仿真。结果表明,有限时域差分法可以很好地计算出透射系数,雷达回波通过脉冲压缩算法处理后,可以实现对目标的精确定位与识别,提高雷达系统的整体性能。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达 有限时域差分法 脉冲压缩 回波处理

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自适应滤波器在超宽带穿墙雷达中的应用研究

9

作者 吴建斌 凌毓涛 +1 位作者 吴建平 王振亚 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第16期202-205,共4页

作为一种新型探测和定位墙后人体目标的方法,超宽带穿墙雷达在军事和民用多个领域得到了广泛的应用。由于目标信号经常被强背景噪声所淹没,为实现动目标检测,需寻求一种有效的背景相消方法以凸显动目标信号,提高动目标检测和定位的精度... 作为一种新型探测和定位墙后人体目标的方法,超宽带穿墙雷达在军事和民用多个领域得到了广泛的应用。由于目标信号经常被强背景噪声所淹没,为实现动目标检测,需寻求一种有效的背景相消方法以凸显动目标信号,提高动目标检测和定位的精度。在研究回波信号特点的基础上,考虑到无限冲击响应(IIR)滤波器和自适应滤波器的优点,提出采用基于IIR的自适应滤波器背景噪声相消的方法,抑制回波信号中的噪声。为验证方法的有效性,采用该方法对利用SIR20雷达收集的实测数据进行了相关处理。从结果看,该方法能有效抑制背景噪声,凸显目标信号,为目标的检测和定位奠定了良好的基础。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达 自适应 无线冲击响应 INFINITE IMPULSE Response(IIR)

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超宽带穿墙雷达稳健波束域高分辨成像方法

10

作者 晋良念 欧阳缮 肖海林 《电路与系统学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期104-108,共5页

以实现超宽带穿墙雷达目标高分辨为目的,提出了稳健波束域高分辨谱估计成像方法。该方法将天线接收数据进行补偿达到阵列数据对齐后,首先利用双约束稳健Capon波束形成(DRCB)进行波束域预处理得到二维空间波束,然后利用Capon谱估计处理... 以实现超宽带穿墙雷达目标高分辨为目的,提出了稳健波束域高分辨谱估计成像方法。该方法将天线接收数据进行补偿达到阵列数据对齐后,首先利用双约束稳健Capon波束形成(DRCB)进行波束域预处理得到二维空间波束,然后利用Capon谱估计处理其二维空间谱获得高分辨成像。此方法将稳健波束形成和高分辨谱估计结合,明显改善了成像质量。实验数据处理结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达 高分辨成像 DRCB Capon谱估计

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超宽带穿墙雷达天线的设计

11

作者 杨志涛 王学田 高洪民 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第A01期95-98,共4页

本文设计了一种工作在1～3GHz频段收发一体化的超宽带穿墙雷达天线。该天线以印刷平面单极天线为出发点,采用易于加工的共面波导进行馈电,更有利于实现宽带的阻抗匹配。合理选择了介电常数为10.2的Arlon(AD1000)介质基板材料,设计主辐... 本文设计了一种工作在1～3GHz频段收发一体化的超宽带穿墙雷达天线。该天线以印刷平面单极天线为出发点,采用易于加工的共面波导进行馈电,更有利于实现宽带的阻抗匹配。合理选择了介电常数为10.2的Arlon(AD1000)介质基板材料,设计主辐射贴片结构为正三角形,引入金属地协同辐射结构进一步提高天线的整体辐射性能,天线的总体尺寸为72mm×43mm×3mm。仿真与测试结果表明,在1.12～3GHz的带宽内驻波比小于3,半功率波束宽度大于100?,且方向图的一致性较好。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达天线 共面波导 收发一体 高波束宽度

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超宽带穿墙雷达的等效时间采样方法研究 被引量：1

12

作者 王振 《大众科技》 2009年第2期32-33,共2页

文章提出一种基于等效时间采样的超宽带穿墙探测雷达回波信号采样方法,设计了等效时间采样的关键电路,并对该电路进行分析和仿真,给出了仿真结果。仿真结果证明了使用该方法采集回波信号的有效性。

关键词 超宽带穿墙雷达 等效时间采样 采样门

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超宽带穿墙雷达压缩感知成像中chipping序列的设计

13

作者 潘龙 晋良念 《大众科技》 2014年第4期12-16,共5页

在超宽带穿墙雷达压缩感知成像中，常常使用Rademacher序列作为模拟信息转换器的chipping序列。而这种序列的功率谱类似于高斯白噪声的功率谱，它与回波信号的功率谱不匹配，导致低速采样前信号的信噪比偏低，最终影响了成像效果。文章... 在超宽带穿墙雷达压缩感知成像中，常常使用Rademacher序列作为模拟信息转换器的chipping序列。而这种序列的功率谱类似于高斯白噪声的功率谱，它与回波信号的功率谱不匹配，导致低速采样前信号的信噪比偏低，最终影响了成像效果。文章从低速采样前的平均信噪比最大化入手，构建设计匹配chipping序列的优化算法以导出其成立的条件，给出一种使用马尔科夫链游程长度受限（RLL）序列来设计匹配chipping序列的解决方案。仿真结果表明，使用马尔科夫链RLL序列设计匹配chipping序列的成像结果优于Rademacher序列，其图像的信噪比提高2～3dB。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达 压缩感知 chipping序列 功率谱匹配

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基于CNN的超宽带穿墙雷达静目标数量识别技术 被引量：3

14

作者 王亚夫 梁步阁 +1 位作者 杨德贵 朱政亮 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第4期19-22,共4页

本文基于静止目标的超宽带(UWB)雷达模型的构建,提出利用卷积神经网络(CNN)进行人体数量的识别方法,针对实测数据对该方法进行实验分析,并与传统方法进行比较,结果表明:将超宽带穿墙雷达与CNN结合对人体数量识别准确率较高,并且去除数... 本文基于静止目标的超宽带(UWB)雷达模型的构建,提出利用卷积神经网络(CNN)进行人体数量的识别方法,针对实测数据对该方法进行实验分析,并与传统方法进行比较,结果表明:将超宽带穿墙雷达与CNN结合对人体数量识别准确率较高,并且去除数据预处理环节对识别效果没有影响。 展开更多

关键词 超宽带(UWB)穿墙雷达 卷积神经网络 人体数量识别 静目标

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多天线超宽带穿墙雷达人体微动检测方法

15

作者 赖势 张贯强 《科技视界》 2015年第17期5-7,共3页

针对隐藏人体目标出现在偏离雷达视角的其它不同的位置或在检测过程中存在身体的偏移等情况使得回波非常微弱甚至没有,导致检测失效的问题。为此,在多发多收(MIMO)雷达体制的基础上提出一种多通道雷达检测方法,将天线放置在合理的位置,... 针对隐藏人体目标出现在偏离雷达视角的其它不同的位置或在检测过程中存在身体的偏移等情况使得回波非常微弱甚至没有,导致检测失效的问题。为此,在多发多收(MIMO)雷达体制的基础上提出一种多通道雷达检测方法,将天线放置在合理的位置,以确保人体回波信号能够被检测到。通过对每一通道回波信号预处理,并将所有通道的预处理结果进行小波图像融合和恒虚警(CFAR)处理实现隐藏人体目标的准确检测与定位,这样不仅提高回波信号的信噪比,还增加了雷达探测视角和距离。实验结果表明,该方法能够有效提高人体呼吸微动频率和位置的检测精度,优于传统的单站雷达检测方法。 展开更多

关键词 超宽带穿墙雷达 微动信号提取 小波图像融合 CFAR

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用于超宽带穿墙雷达的窄脉冲产生技术

16

作者 黄堂森 《广西通信技术》 2007年第2期43-45,共3页

用于超宽带穿墙雷达的脉冲产生技术是一种无载波极窄脉冲产生技术,在无线电通信领域有着广阔的应用前景。提出了使用延时芯片和ECL门产生极窄脉冲的方法,并对其产生原理做了理论分析。设计了原理框图和电路图,最后给出并分析了试验结果。

关键词 超宽带穿墙雷达 窄脉冲 延时芯片 ECL门

原文传递

超宽带脉冲穿墙雷达互相关BP成像 被引量：4

17

作者 王宏 周正欧 +1 位作者 李廷军 孔令讲 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期16-19,共4页

根据超宽带脉冲穿墙雷达目标回波信号与发射信号具有较强相关性的特点,提出一种新的互相关后向投影(BP)成像算法,该算法将沿天线合成孔径方向各接收阵元的回波信号与发射信号先进行互相关,将获得的互相关信号再利用BP算法进行相干成像... 根据超宽带脉冲穿墙雷达目标回波信号与发射信号具有较强相关性的特点,提出一种新的互相关后向投影(BP)成像算法,该算法将沿天线合成孔径方向各接收阵元的回波信号与发射信号先进行互相关,将获得的互相关信号再利用BP算法进行相干成像。与回波信号进行直接BP成像相比,该算法具有消除脉冲建立时间对回波延迟时间估计误差的影响,提高目标成像的位置精度;能有效抑制背景噪声,提高图像信噪比。利用时域有限差分(FDTD)方法对穿墙场景进行电磁仿真,通过对成像方法结果的比较,表明互相关BP成像算法在成像位置精度和图像信噪比方面明显优越于直接BP成像算法。 展开更多

关键词 BP成像 互相关BP成像 时域有限差分 超宽带脉冲穿墙雷达

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超宽带噪声穿墙雷达成像与实验研究 被引量：2

18

作者 王宏 周正欧 +1 位作者 孔令讲 李廷军 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2010年第6期46-48,共3页

设计了一个超宽带噪声穿墙雷达样机,工作频率为350 MHz^750 MHz,既能够获得较好的距离分辨率,又能够保证一定的穿透性和作用距离。采用后向投影(BP)算法对接收回波与发射噪声的互相关信号进行相干成像,实现目标信号的空间能量聚焦。实... 设计了一个超宽带噪声穿墙雷达样机,工作频率为350 MHz^750 MHz,既能够获得较好的距离分辨率,又能够保证一定的穿透性和作用距离。采用后向投影(BP)算法对接收回波与发射噪声的互相关信号进行相干成像,实现目标信号的空间能量聚焦。实验结果表明该方法对超宽带噪声穿墙雷达行之有效,能够实现墙壁后面目标的隐蔽探测和成像。 展开更多

关键词 BP算法 互相关 隐蔽探测 超宽带噪声穿墙雷达

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超宽带穿墙探测雷达TH-UWB脉冲串信号分析 被引量：1

19

作者 晋良念 欧阳缮 《电路与系统学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期26-30,共5页

从定义出发推导了跳时调制超宽带广义高斯脉冲串(GGP)波形距离模糊函数的解析表达式,并通过仿真分析该波形模糊函数与跳时序列自相关特性、序列周期、脉冲平均重复周期、有效时间宽度、时间尺度因子及调制系数的关系。结果表明:选择良... 从定义出发推导了跳时调制超宽带广义高斯脉冲串(GGP)波形距离模糊函数的解析表达式,并通过仿真分析该波形模糊函数与跳时序列自相关特性、序列周期、脉冲平均重复周期、有效时间宽度、时间尺度因子及调制系数的关系。结果表明:选择良好自相关特性和较长序列周期的跳时序列可增强旁瓣抑制能力;增大时间尺度因子或减小有效时间宽度可增加距离分辨力;权衡选择适宜的调制系数不仅保持波形原有的距离分辨特性,而且有利于采用距离门技术抑制旁瓣。 展开更多

关键词 超宽带穿墙探测雷达 TH—UWB脉冲串 距离模糊函数 主瓣和旁瓣

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超宽带穿墙探测雷达的反向投影成像算法 被引量：8

20

作者 赵彧 黄春琳 +1 位作者 粟毅 雷文太 《雷达科学与技术》 2007年第1期49-54,59,共7页

在SARBP(Back Project反向投影)成像算法的基础上,结合超宽带穿墙探测雷达应用中存在的特定条件(如墙体的反射、折射及其对宽带信号的色散影响,因天线阵的天线数目有限而使获得的信息量小等),提出了一种超宽带穿墙探测雷达的BP成像算法... 在SARBP(Back Project反向投影)成像算法的基础上,结合超宽带穿墙探测雷达应用中存在的特定条件(如墙体的反射、折射及其对宽带信号的色散影响,因天线阵的天线数目有限而使获得的信息量小等),提出了一种超宽带穿墙探测雷达的BP成像算法。该算法考虑了超宽带电磁波穿透墙体传播的特性,能够去除墙体对成像的影响,并有效抑制了天线阵天线数目较少时的拖尾现象。通过仿真成像,分析了合成孔径长度对可成像区域和成像精度的影响合成孔径长度增加,成像精度提高,而可成像区域减小。 展开更多

关键词 超宽带穿墙探测雷达 反向投影成像 成像精度

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