一种基于锁相跟踪环路的穿墙探测墙体抑制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达穿墙探测技术领域，涉及一种基于锁相跟踪环路的穿墙探测墙体 抑制方法。
【背景技术】
[0002] 穿墙雷达通过发送特定频率的电磁波，对墙体、木板、树木等非透明介质进行穿透 探测，0. 5GHz~3GHz的电磁波对墙体有很好的穿透能力，并且不会伤害到人体。穿墙雷达 可以穿过混凝土墙体、石板墙体、木板墙体等，在灾后救援、人质救援、城市作战等方面有着 广泛的应用。穿墙雷达成像中，由于墙体的存在，电磁波穿透墙壁的时候，电磁波会发生反 射、折射以及速度的改变，从而导致信号发生时延、衰减和失真；墙后目标的影像会产生位 移、鬼影等影响，造成与实际目标的偏差。
[0003] 现有技术中，墙体的抑制方法有根据墙体的几何与电磁特性估计出墙体的回波信 息，这需要墙体参数的先验信息；或者通过回波信息来估计墙体的电磁参数，但是需要考虑 墙体的多种可能性，将会导致处理时间极长，实时性较差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种基于锁相跟踪环路的穿墙探测墙体抑制方法，解决了现 有技术存在的墙体参数估计误差导致探测目标位置误差，回波信号中目标与墙体混叠导致 无法分离目标信息的问题。
[0005] 本发明所采用的技术方案是，一种基于锁相跟踪环路的穿墙探测墙体抑制方法， 按照以下步骤实施：
[0006] 步骤1 :将接收天线收到的原始回波信号表示为S (t)，S⑴与PLL模块产生的本 地载波sin及cos分别相乘，剥离载波后分为两路信号，即分为I路信号& (t)和Q路信号 SQ(t);
[0007] 步骤2 :将I路信号(t)和Q路信号SQ(t) -起送入第一 DLL模块中，通过该第 一 DLL模块计算M序列的延迟相位t后，输出M序列m( %)，与PLL模块输出的载波cos 相乘，得到直达波信号yi(t);
[0008] 步骤3:将接收到的原始信号S(t)与直达波信号yi(t)相减，得到去直达信号 S，⑴；
[0009] 步骤4:通过第二DLL模块，对去直达信号S'（t)继续进行步骤1至步骤3的处理， 得到去除墙体一次反射信号S" (t);通过第三DLL模块，对去除墙体一次反射信号S" (t) 继续进行步骤1至步骤3的处理，得到去除墙体二次反射信号；以此类推，通过N个DLL模 块的处理，最终得到目标回波信息，即成。
[0010] 本发明的有益效果是，该方法应用于穿墙雷达中，信噪比合适，目标探测精确。采 用一种多级抑制技术，在未知墙体参数的情况下，无需计算墙体的厚度与电参数，从而避免 了墙体参数估计误差导致探测目标位置误差，克服了传统技术中在目标距离墙体较近情况 下，回波信号中目标与墙体混叠导致无法分离目标信息的缺点。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明方法原始回波信号的应用场景示意图；
[0012] 图2是本发明方法的原理框图；
[0013] 图3是本发明方法的控制过程示意图；
[0014] 图4是本发明方法中采用的（第一、第二、第三）DLL模块控制原理示意图；
[0015] 图5是本发明方法与传统扩频雷达探测距离对比图；
[0016] 图6是本发明方法与传统扩频雷达抗噪声能力对比图。
[0017] 图中，1.PLL模块，2.第一 DLL模块，3.第二DLL模块，4.第三DLL模块，5. I路超 前积分器，6. I路滞后积分器，7. Q路超前积分器，8. Q路滞后积分器，9.码跟踪环鉴别器， 10.环路滤波器，11.码偏移控制器，12. M序列产生器。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0019] 参照图1，探测雷达的发射天线发出经载波调制的扩频码序列，信号经过传播，接 收天线处收到的原始回波信号，该原始回波信号包含了直达波信号、墙体一次反射信号、墙 体二次反射信号、目标回波信号以及环境噪声信号。
[0020] 参照图2、图3,本发明基于延迟锁相跟踪环路的穿墙探测墙体抑制方法，对于雷 达信号的处理流程，按照以下步骤实施：
[0021] 步骤1 :将接收天线收到的原始回波信号表示为S(t)，S(t)与PLL模块1(载波跟 踪环）产生的本地载波sin及cos分别相乘，剥离载波后分为两路信号，即分为I路信号 Sjt)和Q路信号S Q(t);
[0022] 步骤2 :将I路信号(t)和Q路信号SQ (t) -起送入第一 DLL模块2 (延迟锁相 环）中，通过该第一 DLL模块2计算M序列的延迟相位t后，输出M序列!!!（％)，与PLL模 块1输出的载波cos相乘，还原得到直达波信号yi(t);
[0023] 步骤3:将接收到的原始信号S(t)与直达波信号yi(t)相减，得到去直达信号 S，⑴；
[0024] 步骤4 :通过第二DLL模块3,对去直达信号S'⑴继续进行步骤1至步骤3的处 理，得到去除墙体一次反射信号S" (t);通过第三DLL模块4,对去除墙体一次反射信号 S" (t)继续进行步骤1至步骤3的处理，得到去除墙体二次反射信号；以此类推，通过N个 DLL模块的处理，最终得到精确真实的目标回波信息，即成。
[0025] 上述DLL模块的数量依据墙体数量与环境进行选择，单一墙体应用场景状态下一 般选取N为3个。
[0026] 本发明方法的核心是采用了多个DLL模块，各DLL模块的内部结构相同，每个DLL 模块均实现一次延迟锁相环的功能，通过多个DLL模块对信号的连续循环处理，最终得到 精确真实的目标回波信号。
[0027] 如图4所示，每个DLL模块的工作过程是，剥离载波后的I路信号和Q路信号分别 表示为sjt)和S Q(t)，将Sjt)和SQ(t)分别与M序列产生器12所产生的超前滞后各半个 码片s/2的M序列相乘得到四路信号，将该四路信号分别送入对应的I路超前积分器5、I 路滞后积分器6、Q路超前积分器7、Q路滞后积分器8中，进行相关累加积分，得到四个相关 累加结果IE、I QE、QJ直，分别是：
[0032] 再