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。
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<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，当目标以均匀速度v沿切向运动时：
d1随时间t的变化呈直线状。根据动目标径向距离的变化即可推知其运动方向。当需要精确的目标方位角信息时，至少需要两根接收天线，然后利用等距弧线之间的交点即可实现对动目标的定位。