穿墙雷达系统总合

国内具有自主知识产权产品
应对公共安全事件最佳装备
穿墙雷达（RadarExplorer™）是一个轻便、耐用及高度精密的装备，专门为公安、武警、国安和特种部队而设计。

通过超宽带信号穿透门、空心砖、粘土砖等国内常见墙体，对墙后空间进行全面覆盖，并快速估测房间内的状况，获取其中隐藏不明的人体及活动物体的精确位置信息。

使用范围：
1、建筑物内监视：侦测个体位置；长时间监视，需决定何时进入；被隐藏的活体目标；
2、情况不明环境下：对墙体后情况快速侦测，危险清除；
3、搜索及救难：倒塌的建筑物、火场或浓烟发生的场所；生命探测；
4、海关检查：搜索隐藏于木质货柜内的偷渡客；木质货柜外快速检查是否有活体活动。

设备特点：
●穿透性强，国内各种常见墙体都能使用
●运用先进的信号处理系统，在复杂环境中也能准确捕获多种状态
人体和移动物体
●具有多目标探测能力，准确定位跟踪
●目标运动轨迹录像回放，数据存储
●3D侧视图和平面视图，彩色显示
●可无线网络连接，后台监控
●高容量锂电池，可连续使用4个小时
●简洁直观的用户界面，操作简单
●架设容易，使用方便
●系统可以定制以满足用户特殊的使用需求技术指标：。

穿墙雷达在隐蔽目标探测中的应用研究当我们面对一些隐蔽目标时，我们需要一种工具能够帮助我们去探测它们，这时候，穿墙雷达就能展现出它的独特作用。

今天，我们将深入研究穿墙雷达在隐蔽目标探测中的应用。

什么是穿墙雷达？穿墙雷达，顾名思义，是一种能够穿过障碍物的雷达设备。

它可以通过墙壁、地面、建筑物等障碍物来进行探测，将这些目标的图像传送回来。

穿墙雷达的工作原理与一般雷达类似，但是它使用的是毫米波，比较适合穿过建筑物、混凝土墙壁、岩石等非金属材料。

穿墙雷达的工作原理使用穿墙雷达进行目标探测，需要首先对障碍物的材质和物理结构有一定了解。

因为不同的材料和结构会对雷达信号的传播造成不同的干扰，我们需要了解这些干扰对信号的影响，以便更准确地探测目标。

一般情况下，穿墙雷达会向目标发出一个高频脉冲信号，当它穿过障碍物并遇到目标时，会产生反射信号，然后再由接收器接收回来。

通过测量反射信号的时间延迟和强度，我们能够非常准确地了解目标物体的位置、大小和形状等信息。

穿墙雷达的应用穿墙雷达的应用范围非常广泛，包括搜索和救援、安全监控、军事侦察等。

在搜索和救援中，穿墙雷达可以帮助救援人员快速发现被埋在废墟下的人员；在安全监控中，它可以用于监测墙壁上的管道、电缆等问题；在军事侦察中，穿墙雷达可以用于监测建筑物内部的活动情况。

穿墙雷达的优缺点穿墙雷达虽然有很多优点，但是也有一些缺点。

首先，穿墙雷达的探测能力非常强，可以探测到非常小，非常深的目标，这对于一些救援和军事应用非常有用。

其次，穿墙雷达的使用非常方便，操作简单，即使在没有光线的环境下也可以使用。

但是，穿墙雷达的信号传输很容易受到干扰，因此需要一定的技术支持。

另外，穿墙雷达的成本很高，对于普通使用者来说，价格比较昂贵，不太适合个人使用。

结语穿墙雷达在隐蔽目标探测中的应用前景非常广阔，尤其是在紧急救援和战争中的应用，可以帮助救援人员和军队快速准确地获取目标信息，是一种非常有用的工具。

巷战中藏在墙后面不顶用了，以色列装备“穿墙镜”，中国也有在一些FPS射击类游戏中.“穿墙外挂”被游戏玩家们深恶痛绝。

而在现实反恐作战和救援场景中，穿墙雷达却可以帮上大忙。

随着智能科技越来越发达，穿墙雷达也在现实中得到越来越广泛的应用。

最近，以色列Camero Tech公司公布的一款穿墙雷达Xaver 1000就引起很多军迷的关注。

和传统雷达装备相比，Xaver 1000的整体结构更加简单，其造型神似一面盾牌。

由于是单兵操作装备，士兵可以随身携带，在操作时只需要将支架展开支撑装备主体，在将它平放在墙面上，就可以对墙面背后目标区域实施“穿墙透视”。

按照Camero Tech公司的介绍，包括水泥和钢筋混凝土在内，城市中主要类型的标准建筑墙体都能被这款穿墙雷达穿透，其穿墙后的探测距离最大可以达到42米。

除了能够穿墙之外，这款雷达系统的另一大优势就是精准高清。

由于Xaver 1000系统集成了AI和3D感应技术，装备自带的显示屏可以清晰地显示各种目标图像。

从Camero Tech公司发布的测试视频来看，墙体背后的目标大小、数量、位置都能在后方系统显示屏上清晰可见，甚至就连目标活物的运动轨迹都能完整显示出来。

结合智能黑科技及AI算法，系统甚至还能将相关画面转换成平面图和3D立体图，配合导航系统对目标区域进行精准搜索，进一步为操作人员提供便利，这一点，在反恐作战、情报工作或救援工作中至关重要。

研发这款穿墙神器的以色列Camero Tech公司在业内其实名气一直很大。

这家公司成立于2004年，主要的业务就是手持雷达与生命探测器。

其产品除了用于军用之外，在救援、消防等民用领域也大有市场。

其实，类似穿墙雷达的技术装备并不是新鲜货，很多国家都在这领域有研究成果。

比如美国研制的AN/PPS-26系统，它就能穿透20-30厘米的墙体，穿墙透视后探测距离最大可以达到10米。

我国在该领域的研究成果同样具备世界一流水平。

早在2019年举办的东盟防长扩大会反恐演习中，国产穿墙雷达就首次惊艳亮相。

第11期2020年11月Journal of CAEITVol. 15 No. 11 Nov. 2020doi ： 10. 3969/j . issn . 1673-5692. 2020. 11.011穿墙雷达在城市反恐作战中的综合应用冯奇'，毛宇2,李仪3(1.武警警官学院分队指挥系，四川成都610200 ; 2.中国人民解放军92211部队，海南海口 570300;3.北京交通大学经济管理学院，山东威海264200)摘要:城市反恐作战是所有反恐怖任务中难度最大的一类，相比于常规作战任务,城市反恐作战 要求行动具有极高的精准性，需要非常精确的情报信息支持。

该文在分析城市反恐作战现场侦察 难点及各类型穿墙雷达性能特点的基础上，提出多维穿墙雷达综合应用、多类型侦察手段融合等穿 墙雷达综合应用方案，对增加我方战场透明度，谋求决策优势和行动优势，具有一定的实际意义和 应用价值C 3关键词：城市反恐；情报侦察；穿墙雷达；态势感知中图分类号:TP 391 文献标志码：A 文章编号= 1673-5692(2020) 11-1090:5Comprehensive Application of Through-the-wall Radar inUrban Anti-terrorist OperationsFENG Qi 1, M A O Yu 2, U Yi 3(1. Department of Unit Command, Officers College of PAP, Chengdu 610200, China ；2. 92211 Troops of PLA, Haikou 570300, China ；3. School of Economics and Management, Beijing Jiaotong University, Weihai 264200, China)Abstract ： Urban anti-terrorist operations is one of the hardest in anti-terrorist operations . Urban anti -ter ­rorism operations require higher precision and more accurate intelligence information support in compari ­son with conventional combat . Based on the analysis of the difficulties in urban anti-terrorism operation and the performance characteristics of various types of through wall radars , the integrated application schemes of multi-dimensional through wall radar , multi-type reconnaissance means fusion are proposed . These proposals have certain practical significance and application value to increase the transparency of our battlefield and seek for decision-making and action advantages .Key words ： urban anti-terrorist operations ； intelligence reconnaissance ； through -the-wall radar ； situa ­tion awareness〇引言城市人口密度和社会关注度远远高于农村，以 城市为袭击目标，可以将恐怖袭击的影响最大 化111。

摘要摘要穿墙雷达系统能对不透明障碍物等复杂环境下的生命迹象进行探测和定位，在城市恐怖袭击绑架和消防救援等活动中具有非常重要的作用和意义。

冲激体制的穿墙雷达是一款具有集穿透性强、抗干扰能力强、隐蔽性能好、距离向分辨率高等优点的探测能力比较优秀的穿墙雷达。

而天线作为穿墙雷达系统中重要的组成部分，天线的好坏直接影响雷达系统的性能，因此设计一款性能较佳的天线是非常重要的，而这也是本设计的目标。

本设计的工作和内容主要包括以下几个部分：首先，简要分析和概述了穿墙雷达系统的背景以及其实际应用意义，调研和分析了国内外研究现状和发展。

研究和分析了1GHz~10GHz频段信号对各种墙体穿透能力，以及结合系统体积、雷达信号波形和冲激体制最终确定以1.5GHz~4.5 GHz频段的高斯脉冲加载3GHz正弦波信号作为穿墙雷达信号。

然后对穿墙雷达信号频段进行分析知其为超宽带信号。

分析出适合此类穿墙雷达的天线主要为宽带微带型天线和超宽带天线。

简单介绍微带天线扩展带宽的方法并介绍和对比几种超宽带天线，最终确定带渐变槽的单极子天线和Vivaldi天线作为该系统的终点研究方向。

因而进行概述Vivaldi天线的原理、发展和馈电结构、为本文的设计作铺垫。

其次，设计了一款适合穿墙雷达的天线带渐变槽的单极子天线，详细阐述了该天线的设计过程并对其进行分析。

该天线有一个优点就是体积小它的体积是后面设计的Vivaldi天线的体积的50%，而且带渐变槽的单极子天线的高频特性非常好达到了11GHz。

并且通过分析其时域特性，表明其具有良好的时域特性。

最后，从Vivaldi天线的结构到设计给出了详细分析和计算。

设计主要包括馈电结构和槽线渐变辐射器的计算和设计。

然后对天线整体性能进行描述并分析其仿真和测试结果。

主要包括频域的回波损耗、辐射方向图以及峰值增益和时域的辐射波形、振铃现象、时域方向图以及保真系数等方面的分析。

通过比较这两款天线性能，最终选择Vivaldi天线作为穿墙雷达系统的收发天线。

穿墙雷达原理穿墙雷达是一种利用无线电波穿透建筑物并探测墙壁背后物体的技术。

它可以帮助人们在没有物理接触的情况下获取墙壁背后的信息，对于应急救援、安防监控等领域有着重要的应用价值。

穿墙雷达的原理是利用电磁波的穿透性和反射性。

电磁波是一种由电场和磁场组成的波动现象，它在空间中传播时具有一定的频率和波长。

穿墙雷达通常使用的是毫米波或太赫兹波，它们具有较短的波长和较高的频率，能够更好地穿透障碍物。

当穿墙雷达发射器发出电磁波时，一部分电磁波会被障碍物吸收，一部分则会穿过障碍物并继续传播，部分波会被障碍物反射回来。

接收器接收到反射回来的电磁波，并通过分析波的强度、频率和相位等信息，可以判断墙壁背后是否存在物体，并获取物体的位置、形状和运动状态等信息。

穿墙雷达的关键是信号处理算法。

通过对接收到的电磁波进行处理和分析，可以提取出有用的信息。

常用的信号处理算法包括时域反演、多通道分析和成像算法等。

这些算法能够对复杂的电磁波信号进行解析，提取出障碍物背后物体的特征。

穿墙雷达的应用非常广泛。

在灾难救援中，穿墙雷达可以帮助救援人员在没有进入建筑物的情况下，了解被困人员的位置和状况，提高救援效率。

在安防监控中，穿墙雷达可以监测墙壁背后的活动情况，及时发现可疑人员或危险物品。

在军事领域，穿墙雷达可以帮助士兵侦察敌方建筑物内的情况，提供作战情报。

然而，穿墙雷达也存在一些局限性。

首先，由于电磁波的穿透性和反射性受到建筑物材料的影响，不同材料对电磁波的影响程度不同，可能导致探测结果的不准确性。

其次，穿墙雷达对于墙壁背后的物体大小、形状和材料等有一定的要求，对于较小、较薄或低反射率的物体探测效果较差。

此外，穿墙雷达的成本较高，目前还没有实现大规模商业化生产。

穿墙雷达是一种利用无线电波穿透建筑物并探测墙壁背后物体的技术。

它的原理是利用电磁波的穿透性和反射性，通过对电磁波的处理和分析，可以获取墙壁背后物体的信息。

穿墙雷达在应急救援、安防监控和军事侦察等领域有着重要的应用价值，但也存在一些局限性。

穿墙雷达原理
穿墙雷达是一种利用电磁波穿透建筑物并探测其内部情况的技术。

它可以帮助人们快速准确地了解建筑物内部的结构和情况，对于消防、安全、救援等领域有着重要的应用价值。

穿墙雷达原理基于电磁波在不同介质中传播速度不同的特性。

当电磁波遇到介质边界时，会发生反射和折射现象。

通过对这些反射和折射波进行分析，可以得出建筑物内部的结构和物体分布情况。

穿墙雷达通常采用超高频（UHF）或微波频段的电磁波。

这些频段的电磁波具有较强的穿透能力，在穿过建筑物时能够保持较好的信号强度。

雷达发射器会向建筑物发送一系列脉冲信号，然后接收器会接收到这些信号经过反射后返回的信息，并将其转化为图像或数据进行处理。

在实际应用中，穿墙雷达可以通过不同方式实现。

一种常见方法是采用移动式雷达系统，将雷达设备放置在建筑物外部，通过扫描整个建筑物并绘制出内部结构的图像。

另一种方法是采用固定式雷达系统，将雷达设备安装在建筑物内部的固定位置，通过监测周围环境变化来探测可能存在的障碍物或人员。

穿墙雷达在消防、安全、救援等领域有着广泛的应用。

例如，在火灾发生时，穿墙雷达可以帮助消防人员快速准确地了解火灾现场情况，指导灭火行动；在地震等自然灾害发生时，穿墙雷达可以帮助救援人员寻找被埋压的人员和障碍物；在反恐、警务等领域中，穿墙雷达可以帮助警方快速掌握目标建筑物内部情况，并作出相应处置。

总之，穿墙雷达技术是一项具有重要应用价值的技术。

随着科技的不断发展和进步，相信它将会得到更广泛的应用和推广。

穿墙雷达成像原理随着城市化进程的不断加快，人们越来越需要一种可以穿透建筑物的雷达成像技术来解决城市地下管道、隧道等建筑物内部结构的监测和检测问题。

而穿墙雷达成像技术应运而生，它可以通过射频信号穿越建筑物并将反射信号转化为图像，从而达到对内部结构的快速探测和成像的目的。

穿墙雷达成像技术的基本原理是利用微波信号穿透建筑物后与内部物体发生反射，然后将反射信号采集、解调、处理，最后转化为图像展示。

穿墙雷达的工作频率一般在几百兆赫到数千兆赫之间，这个范围的信号既可以穿透建筑物也可以被建筑物反射，因此可以实现建筑物内部结构的成像。

穿墙雷达成像技术主要包括两个部分，即雷达信号的发射和接收。

雷达信号的发射一般采用脉冲信号，这种信号具有高功率和短脉冲宽度的特点，可以有效地穿透建筑物。

雷达信号的接收则需要采用高灵敏度的接收器，将反射信号采集下来并进行处理。

在处理反射信号时，需要解决多径效应和散射效应等问题。

多径效应是指雷达信号通过多条不同的路径到达接收器，从而导致信号的干扰和衰减。

为了解决这个问题，可以采用多通道接收和信号分离技术。

散射效应则是指雷达信号在建筑物内部物体表面发生反射后形成的散射信号，这种信号会干扰原始信号的接收和处理，因此需要采用滤波和后向散射抑制技术来解决。

穿墙雷达成像技术的应用范围非常广泛，可以用于城市地下管道、隧道、建筑物内部结构的检测和监测，还可以用于救援、反恐等领域。

在救援和反恐领域，穿墙雷达可以快速探测建筑物内部的人员和物品，帮助救援人员制定救援方案和决策。

穿墙雷达成像技术是一种非常有前景的技术，它可以有效地解决城市化进程中的建筑物内部结构监测和检测问题，为人们的日常生活和工作带来了极大的便利。

穿墙雷达成像原理随着科技的不断发展，雷达技术也得到了极大的发展。

雷达技术在军事、民用、医疗等领域都有着广泛的应用。

其中，穿墙雷达技术是一种非常重要的应用，它可以在不破坏建筑物结构的情况下，实现对建筑物内部的探测和成像。

本文将介绍穿墙雷达成像原理。

一、穿墙雷达的基本原理穿墙雷达是一种利用电磁波穿透建筑物进行探测的技术。

它的基本原理是：雷达发射器向建筑物内部发射电磁波，电磁波穿过建筑物后，被建筑物内部的物体反射回来，再由雷达接收器接收到反射回来的电磁波。

通过对接收到的电磁波进行处理，就可以得到建筑物内部的信息。

二、穿墙雷达成像原理穿墙雷达成像是指通过穿墙雷达技术，对建筑物内部进行成像。

穿墙雷达成像的原理是：雷达发射器向建筑物内部发射电磁波，电磁波穿过建筑物后，被建筑物内部的物体反射回来。

接收器接收到反射回来的电磁波后，将其转化为数字信号，并通过信号处理算法进行处理，最终得到建筑物内部的图像。

穿墙雷达成像的信号处理算法主要包括以下几个步骤：1. 时域反演算法时域反演算法是一种基于时域反演原理的成像算法。

它的基本原理是：将接收到的电磁波信号进行时域反演，得到建筑物内部的物体分布情况。

时域反演算法的优点是成像速度快，但对信号的要求较高。

2. 频域反演算法频域反演算法是一种基于频域反演原理的成像算法。

它的基本原理是：将接收到的电磁波信号进行频域反演，得到建筑物内部的物体分布情况。

频域反演算法的优点是对信号的要求较低，但成像速度较慢。

3. 压缩感知算法压缩感知算法是一种基于稀疏表示原理的成像算法。

它的基本原理是：将接收到的电磁波信号进行压缩，然后通过稀疏表示算法进行重构，得到建筑物内部的物体分布情况。

压缩感知算法的优点是成像速度快，但对信号的要求较高。

三、穿墙雷达成像的应用穿墙雷达成像技术在军事、民用、医疗等领域都有着广泛的应用。

1. 军事领域穿墙雷达成像技术在军事领域中的应用非常广泛。

它可以用于探测建筑物内部的人员和物品，为军事行动提供重要的情报支持。

穿墙雷达技术简介1.穿墙探测背景针对穿透墙体非透明障碍物进行探测的典型应用问题：现有常见的透视技术包括超声波传感器、红外线传感器、X射线传感器无法实现穿透墙体探测，主要原因如下：●超声波传感器：易受噪声和温度影响，分层介质传播衰减严重，穿透性差。

●红外线传感器：无法穿透非空气介质障碍物。

●X射线传感器：有一定穿透性，对人体有伤害。

采用特定频率电磁波（微波频段）的穿墙雷达是解决穿墙探测问题的唯一可行技术。

0.5GHz-3GHz电磁波对墙体具有很好地穿透性，同手机通信频段相似且功率更低不会伤害人体。

2.穿墙雷达穿墙雷达采用特定频率电磁波实现对墙体、树木、草丛、烟雾等非透明介质障碍物的穿透探测，完成对障碍物后隐蔽人体的探测、定位、跟踪和识别。

可穿透的墙体类型包括木板墙、石板墙、粘土砖墙、煤渣墙、混凝土墙、钢筋稀疏分布的混凝土墙等。

（1）用户需求/期望●人体实时定位：实时准确地获取房间内部多个人体的位置信息，多个人体以任意状态分布于房间内任意空间位置。

●人体状态识别：实时准确地判断识别房间内部多个人体的状态信息，包括静止与运动状态识别、站立/坐/躺/蹲等静止状态识别、走动/晃动/跑动/跳动等运动状态识别。

●人体特征识别：实时准确地判断识别房间内部多个人体的特征信息，包括敌我识别（敌人/人质）、性别和身高等基本特征识别、战斗力和威胁度等附属特征识别。

综上所述，从用户需求/期望角度分析，穿墙雷达的理想目标为：移除墙体障碍，实时还原房间内部情况，实现墙体透视效果。

（2）当前技术现状根据国外已投入市场并实际应用的穿墙雷达产品，依托现有最先进的信号处理技术，穿墙雷达能够实现并被广泛认可的功能包括：●运动人体定位跟踪探测目标：处于运动状态的人体目标，运动状态包括走动、晃动、跑动、跳动、肢体摆动和抖动等。

探测能力：☆实时判断探测区域有无运动人体；☆实时粗略估计运动人体数目；☆实时粗略确定多个运动人体的位置；☆实时粗略跟踪多个运动人体；。

穿墙雷达品牌：浦喆适用范围：紧急救援武装特种部门协寻生还者(天灾，绑架等)穿墙雷达」可协助使用单位在快速的时间内，定位受害者的位置及快速了解实际现场状况，做出正确的救援判断。

当在人质挟持的状况下，「穿墙雷达」可协助警方尽快救援受害者加强战术上的使用减少受害者与值勤人员的生命安危增加救援任务的完成度可确切定位出屋内歹徒的方位可有正确的指令来保护被挟持的受害者与值勤人员四、技术参数型号：蓝牙2.0通过初审范围：在无障碍空间下100米，在室内10-30米频率范围：2.400-2.485GHz传输功率：+6dBm传输功率：-27dBm天线：嵌入式服务器平台：Windows XP,Vista,7or Windows Mobile认证射频EN 300 328 V1.5.1 (2004–08)EN 301 489– 1 V1.4.1 (2002 –08)EN 301 489–17 V1.2.1 (2002 –08)EMC发射FCC15B Class BEN55022 Class BEMC ImmunityEN55024 ClassEnvironmental EN300 019-2-4 v2.2.2 (2003-2004)电源管理/电池型号：标准的钢笔轻AA尺寸,可充电或碱性容量：2700mAh数量：4操作时间：8-16小时根据背光灯设置外电源：是的，USB迷你环境：尺寸：90/120mm宽，220mm高，40mm厚机身重量：600g总重量：1600g（包括携带箱）材料：ABS操作温度：-20至50度抗水性：IP67(待审批）0.15m深可用30分钟抗灰尘性：IP67空气压力：操作4000米高。

穿墙雷达捷克 ReTwis使用说明书产品型号：ReTwis一.简介穿墙雷达ReTwis是一款应用超宽带雷达技术研制而成的高科技侦察设备，能够对雷达前方一定范围内所存在的人员位置信息和运动轨迹进行准确探测和显示,作为专门的战术工具适用于军事，反恐，救援及特种部队。

二、技术特点1.对障碍物穿透性好，针对50cm砖墙，有效观察观察距离20m；2.软件显示界面友好，操作简便；3.可选择背光、夜光、强光多种显示模式，适用各种光下条件；4.采用高度耐用材料，适用恶劣环境；5.可通过安装三脚架进行长期监控。

三.产品组成1.穿墙雷达主机2.配套三脚3.充电电源线4.数据/充电接口7.整体演示图四.应用需求1.刑侦、缉毒、特警技侦侦查：探测屋内是否有人，人数，位置信息；2.反恐：探测建筑物内恐怖分子及人质位置；3.国安：监控犯罪分子的活动；4.灾难救援：探测废墟下面是否有活人。

四.工作原理ReTWis利用超宽带电磁脉冲信号对墙壁等障碍物的强穿透性，发射雷达信号穿透障碍物，然后接收人体运动在雷达信号上产生的信号反射，通过专业的雷达信号处理算法，来分析判断建筑物内有无人员存在以及其具体位置信息，最终实现对建筑物内隐匿人员的快速探测定位的功能，帮助作战人员选择最佳战机，降低行动的盲目性和人员伤亡风险。

※测量空房间•第一道尖波形为第一面墙信号反射效应•空房间反射信号•第二道尖波形为后方墙信号反射效应※比较五.应用案例六.产品功能1、穿透障碍物、精准探测显示穿墙雷达利用电磁波穿透障碍物，能够对障碍物后20米范围内存在人员的数量、位置信息和运动轨迹进行准确探测和显示。

※侦测范围：2、多模式多视图显示探测情况2.1 标准模式、综合模式、标准阴影模式、墙面估计四种模式显示2.2 2D视图、3D视图、时域、多普勒视图显示探测画面录像、储存、回放后台电脑实时掌控现场情况（选配）七.产品参数第二章 安装说明开箱物品检查：穿墙雷达仪器、电源适配器、三脚支架、设备箱三脚支架显示触摸屏POWER 充电指示灯适配器/调试接口注意事项：1、当设备开箱后请检查箱内物品是否完整；2、取出设备后请仔细检查设备外观是否刮花、损坏；3、将设备连接三角支架，查看支撑稳固性；4、查看仪器能否正常开机，显示屏按键是否灵敏；5、外接电源适配器后，查看指示灯是否发光，红灯为充电状态，绿灯表示充电完毕。

重庆邮电大学硕士学位论文 摘要I摘要在过去的十年中，穿墙雷达(Though Wall Radar)由于其对密闭结构内的感知能力而引起了越来越多的研究兴趣。

穿墙雷达探测目的包括确定建筑物的布局、识别建筑物内目标活动的种类，也包括检测、鉴别、分类和追踪运动目标。

在穿墙雷达系统中，对墙体反射引起的杂波干扰的消除工作又被称为杂波抑制。

杂波抑制是穿墙雷达探测中重要的前置工作，为探测任务获取干净的目标回波信号提供了可靠的保障。

在本文中，针对穿墙雷达系统中的杂波抑制和目标追踪两个方面进行了讨论。

基于穿墙雷达回波的两个特点：“墙体回波具有低秩特性；以及目标回波具有稀疏特性。

”提出一种基于低秩联合稀疏框架的优化模型，用于解决穿墙雷达探测中的杂波抑制问题。

为了高效求解该优化问题，本文利用双线性因子分解代替核范数最小化的方法并结合交替方向乘子算法推导出该优化问题的闭式解。

实验仿真结果表明：在本文提出的杂波抑制算法处理的情况下，穿墙雷达天线位置数时具有较好的探测性能；所提出算法能处理天线阵列和墙面不平行的探测情况的；当墙体具有不同介质、厚度以及结构的情况下所提出算法依然具有稳健性。

和现有的杂波抑制算法比较，本文所提出算法具有更加清晰的成像结果。

此外，实验结果同样表明在穿墙雷达探测中，步进频率合成信号性能优于其他的探测波形。

针对穿墙雷达探测中的目标追踪任务。

本文在所提出的杂波抑制算法的基础上，提出一种基于观察窗的动目标追踪策略。

该追踪策略包括两个部分：第一部分为杂波抑制和雷达成像；第二部分为在所得到的雷达图像上，通过一系列与目标对应的观察窗实现目标检测及定位。

目标信息最终被传入基于卡尔曼滤波器和粒子滤波器的追踪器中。

交互多模型技术被引入追踪器中，用于更好地追踪具有多种运动模型的室内目标。

实验结果表明，在目标存在多种运动模型混合时，基于交互多模型技术的追踪器的性能优于只使用单个运动模型的追踪器。

关键词：穿墙雷达，杂波抑制，目标追踪，卡尔曼滤波器，粒子滤波器重庆邮电大学硕士学位论文 AbstractIIAbstractIn the past decades, through-the-wall radar (TWR) has attracted more and more research interests due to its ability to perceive targets information inside closed structures. The purposes of TWR include determining the layout of the building, identifying the types of target activities within the building, and also detecting, identifying, classifying, and tracking moving targets. In the TWR system, the mitigating of clutter interference caused by wall reflection is also known as the clutter reduction. Clutter reduction is an important preprocess step because it removes the interferences and provides a reliable guarantee for the detection of clean target returns. In this thesis, two important aspects of TWR system are discussed including the clutter reduction and targets tracking.Based on the properties of low-rank characteristic of the wall reflection and sparsity of the target returns, an optimization model using the low-rank and sparse framework is proposed to solve the problem of clutter reduction. To solve the optimization problem efficiently, the bilinear factorization is adopted to simplify the nuclear norm minimization. In addition, the alternating direction method of multiplier approach is developed to derive the closed-form solution of the optimization problem. The simulations show that after clutter mitigation, the TWR system has a better detection performance with the radarantenna positions . Furthermore, the proposed method handles the scenario of the antenna array and the wall not being parallel by a use of weighted nuclear norm minimization. The experimental results demonstrate that the proposed method is very effective at clutter mitigation in different scenes. Compared with existing clutter mitigation algorithms, the proposed method has clearer imaging results. Finally, in the case of different transmitted waveforms, the performance of TWR system using the step-frequency synthesized signal is superior to other detection waveforms.For the target-tracking task, after the clutter reduction, a target tracking strategy within observation windows is proposed. First, the target detection and locations in a series of observation windows are generated. Second, the location information is fed into trackers, which are based on Kalman filter or particle filter. To further improve the tracking accuracy, the interactive multiple model (IMM) technology is introduced into the tracker to consider the complex motion models of indoor targets. The experimental results show that the IMM-based tracker outperforms other trackers that use only single重庆邮电大学硕士学位论文Abstract motion model when the target has more than one motion model.Keywords: Through-wall radar, clutter reduction, tracking, Kalman filter, particle filter.III重庆邮电大学硕士学位论文目录目录图录................................................................................................................................ V I 表录............................................................................................................................. V III 注释表............................................................................................................................ I X 第1章绪论.. (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 穿墙雷达探测中的墙体杂波抑制 (3)1.2.2 穿墙雷达系统的室内目标定位追踪 (5)1.3 本文主要研究内容及章节安排 (6)第2章穿墙雷达波形与现有杂波抑制方法 (8)2.1 穿墙雷达常用发射波形 (8)2.1.1 短时脉冲雷达 (8)2.1.2 调频连续波雷达 (9)2.1.3 步进频率雷达 (11)2.1.4 常用发射波形小结 (12)2.2 穿墙雷达中的现有的杂波抑制算法 (13)2.2.1 基于奇异值分解的杂波抑制方法 (14)2.2.2 基于软阈值迭代的杂波抑制方法 (15)2.2.3 杂波抑制算法小结 (17)2.3 本章小结 (18)第3章穿墙雷达中的杂波抑制 (20)3.1 基于低秩联合稀疏框架的杂波抑制算法 (20)3.1.1 杂波抑制算法模型设计与求解 (20)3.1.2 所提出算法的理论分析 (23)3.1.3 所提出算法的参数选择策略 (24)3.2 实验仿真 (26)3.2.1 不同天线情况对穿墙雷达探测的影响 (27)IV重庆邮电大学硕士学位论文目录3.2.2 不同墙体对穿墙雷达探测的影响 (29)3.2.3 所提出算法在穿墙雷达探测中的效果 (31)3.3 本章小结 (35)第4章穿墙雷达中的目标追踪 (36)4.1 穿墙雷达动目标定位 (37)4.1.1 目标范围检测器设计 (37)4.1.2 目标成像偏移量估计 (38)4.2 交互多模型技术 (39)4.2.1 匀速模型 (39)4.2.2 匀加速模型 (40)4.2.3 交互多模型 (41)4.3 目标追踪算法 (43)4.3.1 卡尔曼滤波器 (43)4.3.2 粒子滤波器 (43)4.4 实验仿真 (44)4.5 本章小结 (53)第5章总结与展望 (54)5.1 本文总结 (54)5.2 研究展望 (55)参考文献 (56)致谢 (64)攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果 (65)V重庆邮电大学硕士学位论文图录图录图2.1 短时脉冲波形时序图 (8)图2.2 时间差为的两个目标回波 (9)图2.3 调频连续波雷达框图 (10)图2.4 步进频率雷达框图 (12)图2.5 雷达回波传播路径 (13)图2.6 实验场景示意图 (17)图2.7 应用杂波抑制算法后的成像结果 (18)图3.1 不同正则化参数和对所提出算法的影响 (25)图3.2 实验场景结构示意图 (26)图3.3 天线位置数对穿墙雷达成像的影响 (27)图3.4 原始B-scan图像对比 (28)图3.5 天线阵列与墙面的夹角对穿墙雷达成像的影响 (29)图3.6 单目标成像结果 (32)图3.7 双目标成像结果 (34)图3.8 不同信噪比下的室内目标定位性能 (35)图4.1 动目标追踪系统流程图 (36)图4.2 穿墙雷达成像结果构成的帧序列 (38)图4.3 外墙壁和内墙壁对应回波的示意图 (39)图4.4 交互多模型的系统框图 (41)图4.5 单目标运动场景 (46)图4.6 单目标追踪的快照序列 (47)图4.7 单目标场景中四种追踪器的追踪结果 (47)图4.8 各追踪器的精度误差 (47)图4.9 随机走动场景中四种追踪器的追踪结果 (48)图4.10 各追踪器的精度误差 (48)图4.11 CV-CA-CV场景下的四种追踪器的追踪结果 (49)图4.12 各追踪器的精度误差 (49)VI重庆邮电大学硕士学位论文图录图4.13 CV-CA场景下的四种追踪器的追踪结果 (50)图4.14 各追踪器的精度误差 (50)图4.15 双目标追踪场景 (51)图4.16 双目标场景下的四种追踪器的追踪结果 (51)图4.17各追踪器的精度误差 (52)VII重庆邮电大学硕士学位论文表录表录表2.1软阈值算法迭代流程 (17)表3.1基于ADMM的穿墙雷达杂波抑制算法 (23)表3.2不同墙体材质情况下的成像性能 (30)表3.3不同墙体厚度情况下的成像性能 (30)表3.4不同墙体结构情况下的成像性能 (31)表4.1实验参数设置 (45)表4.2各实验场景中的追踪精度 (52)VIII重庆邮电大学硕士学位论文注释表注释表SAR Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达RPCA Robust Principal Component Analysis，鲁棒主成分分析ADMM Alternating Direction Method of Multipliers，交替方向乘子算法KF Kalman Filter，卡尔曼滤波器PF Particle Filter，粒子滤波器IMM Interacting Multiple Model，交互多模型SVT Singular Value Thresholding，奇异值阈值TCR Target-to-Clutter Ratio，目标杂波比PDF Probability Density Function，概率密度函数NMM Nuclear Norm Minimization，核范数最小化BF Bilinear Factorization，双线性因子分解RMSE Root Mean Square Error，均方根误差MSE Mean Square Error，均方误差CV Constant Velocity，匀速CA Constant Acceleration，匀加速MMSE Minimum Mean Square Error，最小均方误差重庆邮电大学硕士学位论文第1章绪论第1章绪论1.1 研究背景与意义在过去的十年中，穿墙雷达(Though Wall Radar)由于其对密闭结构内的感知能力而引起了越来越多的研究兴趣。

穿墙雷达成像原理穿墙雷达成像原理是一种用于探测和成像障碍物的无线电成像技术。

穿墙雷达成像原理的基本原理是通过向障碍物发送高频电磁波，然后接收回波并分析回波信号的时间、能量和相位来探测和成像障碍物。

穿墙雷达成像技术是非接触式无损检测技术的重要应用之一，已经广泛应用于建筑检测、防止和监测地下水和土壤污染、医疗诊断和军事情报等领域。

穿墙雷达成像技术基本原理穿墙雷达成像技术是一种无线电成像技术，它通过射频电磁波与障碍物交互相互作用，通过检测和记录这些相互作用，从而提取出目标物质内部的信息和结构特征，从而实现对目标物质的探测和成像。

穿墙雷达成像技术主要包括以下三个基本步骤：1. 高频电磁波的发射：穿墙雷达系统通过天线向目标物质发射高频电磁波，发射的电磁波会穿过目标物质并被内部物质反射和散射。

2. 接收回波信号：穿墙雷达系统的接收器通过天线接收到反射和散射的电磁波信号，这些信号包含了目标物质内部的物理信息，包括反射系数、衰减系数、相移等。

3. 信号处理：穿墙雷达系统通过对接收到的电磁波信号进行数字信号处理，可以提取出目标物质的物理信息，并通过图像处理算法，将这些信息转换成高质量的影像，实现对目标物质的成像。

穿墙雷达成像技术的关键技术穿墙雷达成像技术的实现需要解决以下几个关键技术：1. 穿墙雷达信号发射技术：穿墙雷达成像技术需要发送高频电磁波穿过目标物质，以获取目标物质的信息。

射频天线的设计和调制技术使得发射的信号满足高频率、足够强度和合适的波形。

2. 信号接收技术：穿墙雷达成像技术需要接收反射和散射的电磁波信号，从而得到目标物质的反射特性。

天线接收系统的设计和模拟技术可以通过调整接收器的灵敏度和带宽，优化回波信号的接收质量。

3. 信号处理技术：穿墙雷达成像技术需要对接收到的电磁波信号进行数字信号处理，以提取出目标物质的物理信息。

这些信息包括反射率、衰减系数、相移等。

信号处理技术可以通过数字滤波、FFT等算法进行实现。