CN103675810A - 穿墙雷达成像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种穿墙雷达成像的方法。该方法在雷达成像处理过程中，对频谱数据乘以墙体补偿因子，补偿因子使用了精确的物理模型，考虑了电磁波与墙体之间的相互作用，从而消除了墙体对成像位置的影响，保证了成像准确性。此外，由于墙体影响的消除在频域进行，只涉及乘法运算，并且补偿因子计算无需求解非线性方程，因此计算量较小。

Description

穿墙雷达成像的方法

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种穿墙雷达成像的方法。

背景技术

穿墙成像(TWI)主要用来实现对隐藏在墙体或障碍物后面的目标进行检测或定位。近年来，穿墙成像已在生命检测，反恐维稳和灾害援救等方面有着广泛的应用，这些应用对穿墙成像算法的准确性和高效性提出了客观要求。因此，高效、准确的穿墙成像算法的研究具有重要的应用价值，已成为该领域研究的热点。

穿墙成像是通过发射电磁波，对接收到的回波数据进行处理而成像的。电磁波在穿透墙体时会发生折射和多次散射。电磁波与墙体的这种相互作用会造成成像结果产生偏差，即目标位置发生偏移、几何形状发生畸变等。因此，必须去除墙体对成像结果的影响。去除墙体影响的方法不同，成像的时效性和准确性也不同。

在实现本发明的过程中，申请人发现现有技术穿墙雷达成像方法不能有效补偿墙体对成像位置和精度的影响。此外，由于算法较为繁琐，造成成像速度较低，时效性较差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种穿墙雷达成像的方法，以补偿墙体对成像位置和精度的影响，并且尽可能不增加算法的复杂度。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种穿墙雷达成像的方法。该方法包括：步骤A，在墙体外发射雷达波，并接收该雷达波在z=0处的时域回波数据；步骤B，将时域回波数据变换到频域，得到频域回波数据；步骤C，将频域回波数据进行相位偏移，得到整个成像区域的频域回波数据；步骤D，对整个成像区域的频域回波数据乘以一与墙体影响相关的复数因子；步骤E，对乘以复数因子后的频域回波数据，将频域回波数据中的变量ω转换到变量k_z，得到波数域回波数据，其中，ω为时间t对应的角频率，k_z为空域变量z在波数域对应的波数变量；步骤F，对波数域回波数据关于k_x项求逆傅里叶变换得到空间波数域回波数据，其中，k_x为空域变量x在波数域对应的波数变量；以及步骤G，对空间-波数域回波数据对其关于k_z项变换到空时域，从而得到消除墙体影响后的雷达成像结果。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明穿墙雷达成像的方法具有以下有益效果：

(1)成像处理过程中，对频谱数据乘以墙体补偿因子，补偿因子使用了精确的物理模型，考虑了电磁波与墙体之间的相互作用，从而消除了墙体对成像位置的影响，保证了成像准确性；

(2)由于墙体影响的消除在频域进行，只涉及乘法运算，并且补偿因子计算无需求解非线性方程，因此计算量较小；

(3)使用NUFFT方法实现k_z方向非均匀采样波数域据变换到空域，计算复杂度为O(Nlog₂N)。使用插值再求FFT方法，计算复杂度为O(Nlog₂N)，但插值会影响精度。使用求和方法，计算复杂度为O(N²)。本发明使用NUFFT方法既能保证成像精度，又能兼顾计算效率。

附图说明

图1A为根据本发明实施例一相应场景二维空间三层媒质的几何结构示意图；

图1B为根据本发明实施例一针对二维空间三层媒质的穿墙雷达成像方法的流程图；

图2为二维空间，三层媒质点目标成像，未消除墙体影响，NUFFT处理，成像结果；

图3为二维空间，三层媒质点目标成像，采用本实施例方法消除墙体影响后，NUFFT处理，成像结果；

图4为二维空间，三层媒质点目标成像，消除墙体影响后，插值加FFT处理，成像结果；

图5A为根据本发明实施例二相应场景三维空间三层媒质的几何结构示意图；

图5B为根据本发明实施例二针对三维空间三层媒质的穿墙雷达成像方法的流程图；

图6为三维空间，三层媒质点目标成像，未消除墙体影响，NUFFT处理，成像结果；

图7为三维空间，三层媒质点目标成像，消除墙体影响后，NUFFT处理，成像结果。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。

本发明穿墙雷达成像方法中，对频谱数据乘以一个复数因子，补偿墙体对成像位置和几何形状造成的误差，并用FFT变换均匀间隔的波数域数据(k_x，k_y)到空间域(x，y)，NUFFT变换不均匀间隔k_z空间波数域回波数据到空域(z方向)，之后再进行成像。

实施例一

在本发明的第一个示例性实施例中，提供了一种针对二维空间三层媒质的穿墙雷达成像方法。请参照示意图1，本实施例穿墙雷达成像方法包括：

步骤S102，在墙体外发射雷达波，并接收该雷达波在测量线z=0处的时域回波数据d′₁(x，z=0，t)；

如图1所示，T为发射电磁波雷达装置，R为接收时域回波数据的雷达装置，两者均位于沿墙体外表面。至少接收时域回波数据的雷达装置沿与该墙体外表面平行的测线移动。其中，x和z为二维空间的两个坐标轴。x坐标轴的正方向为沿测量线向外的方向，z坐标轴的正方向为垂直于测量线向测量目标的方向。

步骤S104，将时域回波数据d′₁(x，z=0，t)变换到频域中，变换后的频域回波数据为D₁(k_x，z=0，ω)；

本步骤中，将时域数据转换为频域数据采用的为本领域通用的FFT的方法，此处不再赘述。其中，k_x为空域变量x在波数域对应的波数变量，ω为时间t对应的角频率。

步骤S106，按照以下公式对频域回波数据D₁(k_x，z=0，ω)进行相位偏移，得到整个成像区域的频域回波数据D₁(k_x，z，ω)：

$D_1(k_x,z,\mathrm{\ω})=D_1(k_x,z=0,\mathrm{\ω})e^{i{k}_{z}z}---\left(1\right)$

其中，k_x为空域变量x在波数域对应的波数变量，k_z为空域变量z在波数域对应的波数变量。由于本实施例的场景是二维空间数据，所以k_y=0，k_x，k_z满足频散关系

c为光速。

步骤S108，对整个成像区域的频域回波数据D₁(k_x，z，ω)乘以一个复数因子

以补偿墙体影响，得到频域回波数据：

$D_1^{\′}(k_x,z,\mathrm{\ω})=\frac{T{\left(k_x\right)}^{*}}{{\left|\right|T\left(k_x\right)\left|\right|}^2}{D}_1(k_x,z,\mathrm{\ω})---\left(2\right)$

其中

为分层媒质的传输系数，||·||表示取模。(·)^*表示取共轭。d₁为测线到第一层介质与第二层介质交界处的厚度，d₂为测线到第二层介质与第三层介质交界面之间的厚度，

为菲涅尔反射系数，

k₁为第一层介质对应的波数，k₂为第二层介质对应的波数。本实施例中，第一层介质为空气；所述第二层介质为墙体；所述第三层介质为空气。

步骤S110，对进行墙体影响补偿后的频域回波数据D′₁(k_x，z，ω)，由Stolt变换

由频域回波数据D′₁(k_x，z，ω)得到波数域数据

本步骤中，k_y=0，因此

步骤S112，按照以下公式对其关于k_x项求逆傅里叶变换得到空间波数域回波数据

$D_1(x,z,k_z)=\frac{1}{2\mathrm{\π}}{\∫D}_1(x,z,c\sqrt{k_x^2+k_z^2})e^{i{k}_{x}x}d{k}_x---\left(3\right)$

本步骤中，由于k_x为均匀采样间隔，因此直接对关于k_x项求逆傅里叶变换即可得到空间波数域回波数据D₁(x，z，k_z)。

步骤S114，对空间-波数域数据D₁(x，z，k_z)按照以下公式对其关于k_z项采用NUFFT求逆变换到空时域d′₁(x，z，t=0)，从而得到消除墙体影响后的雷达成像结果：

$d_1^{\′}(x,z,t=0)=\frac{1}{2\mathrm{\π}}{\∫D}_1(x,z,k_z)\frac{\left|c{k}_z\right|}{\sqrt{k_x^2+k_z^2}}d{k}_z---\left(4\right)$

本步骤中，由于k_z为非均匀采样间隔，因此需要对数据D₁(x，z，k_z)关于k_z项采用NUFFT求逆变换，才可以得到空时域数据d′₁(x，z，t=0)并进行雷达成像。

为验证本实施例方法的效果，申请人进行了对比试验。图2为二维空间，三层媒质点目标成像，采用现有技术方法未消除墙体影响，NUFFT处理，成像结果。图3为二维空间，三层媒质点目标成像，采用本实施例方法消除墙体影响后，NUFFT处理，成像结果。对比图2与图3可知，消除墙体影响后，两维空间三层媒质点目标成像结果比未消除墙体影响的成像结果更清晰，聚焦作用更明显。

此外，需要说明的是，本实施例中，步骤S114利用NUFFT对k_z方向数据求逆变换得到空时域数据，除此之外，本发明该步骤也可采用插值加FFT的传统方法对k_z方向数据求逆变换得到空时域数据。利用NUFFT对k_z方向数据求逆变换得到穿墙雷达成像结果见图3，利用插值加FFT对k_z方向数据求逆变换得到穿墙雷达成像结果见图4。图3与图4相比，运用NUFFT求k_z方向数据逆变换得到的成像结果比用插值加FFT求k_z方向数据逆变换成像结果精度更高，并且计算复杂度均为O(Nlog₂N)。

实施例2

在本发明的第二个示例性实施例中，提供了一种针对三维空间三层媒质的穿墙雷达成像方法。请参照示意图5A，本实施例穿墙雷达成像方法包括：

步骤S202，在墙体外侧用雷达发射电磁波，获取该电磁波在测量面z=0处时域回波数据d′₂(x，y，z=0，t)；

如示意图5A所示，T为发射电磁波雷达装置，R为接收时域回波数据的雷达装置，两者均位于沿墙体外表面。至少接收时域回波数据的雷达装置沿与该墙体外表面平行的测量面内移动。其中，x、y和z为三维空间的三个坐标轴。x坐标轴的正方向为沿测量线向外的方向；y坐标轴的正方向为垂直于测量线向上的方向；z坐标轴的正方向为垂直于测量线向测量目标的方向。

步骤S204，对时域回波数据d′₂(x，y，z=0，t)取三维傅里叶变换到频域得到频域回波数据：D₂(k_x，k_y，z=0，ω)；

其中，k_x、k_y和k_z分别为空域x、y、z的波数。

步骤S206，对测量面z=0处的频域回波数据D₂(k_x，k_y，z=0，ω)进行相位偏移，得到整个成像目标区域的频域回波数据D₂(k_x，k_y，z，ω)，其中，相位偏移的公式如下：

$D_2(k_x,k_y,z,\mathrm{\ω})=D_2(k_x,k_y,z=0,\mathrm{\ω})e^{i{k}_{z}z}---\left(5\right)$

其中，k_x，k_y，k_z，ω满足频散关系：(ω／c)²=k=k_x ²+k_y ²+k_z ²，c为光速。

步骤S208，对整个成像目标区域的频域回波数据频谱数据D₂(k_x，k_y，z，ω)乘以复数因子以补偿墙体对成像结果的影响，得到不同位置z处频域回波数据：

$D_2^{\′}(k_x,k_y,z,\mathrm{\ω})=\frac{F_{\mathrm{uv}}^{*}(k_x,k_y,k)}{{\left|\right|F_{\mathrm{uv}}^{*}(k_x,k_y,k)\left|\right|}^2}{D}_2(k_x,k_y,z,\mathrm{\ω})---\left(6\right)$

其中，

$F_{\mathrm{uv}}=(k_x,k_y,k)=\frac{T^{\mathrm{TM}}}{k_0^2{k}_{\mathrm{\ρ}}^2{k}_{0z}}\left[\begin{array}{ccc}{k}_x^2& k_x{k}_y{k}_{0z}^2& k_x{k}_{0z}{k}_{\mathrm{\ρ}}^2\\ k_x{k}_y{k}_{0z}^2& k_y^2{k}_{0z}^2& k_y{k}_{0z}{k}_{\mathrm{\ρ}}^2\\ k_x{k}_{0z}{k}_{\mathrm{\ρ}}^2& k_y{k}_{0z}{k}_{\mathrm{\ρ}}^2& k_{\mathrm{\ρ}}^4\end{array}\right]+\frac{T^{\mathrm{TE}}}{k_{\mathrm{\ρ}}^2{k}_{0z}}\left[\begin{array}{ccc}{k}_y^2& -k_x{k}_y& 0\\ -k_x{k}_y& k_x^2& 0\\ 0& 0& 0\end{array}\right]---\left(7\right)$

$T^{\mathrm{TE}}=\frac{(1-{\left(R^{\mathrm{TE}}\right)}^2)\exp \left(i(k_{1z}-k_{0z})d\right)}{(1-{\left(R^{\mathrm{TE}}\right)}^2)\exp \left(i2k_{1z}d\right)},$ $T^{\mathrm{TE}}=\frac{(1-{\left(R^{\mathrm{TM}}\right)}^2)\exp \left(i(k_{1z}-k_{0z})d\right)}{(1-{\left(R^{\mathrm{TM}}\right)}^2)\exp \left(i2k_{1z}d\right)}$

T^TE，T^TM分别是TE波和TM波的传输系数；

$R^{\mathrm{TE}}=\frac{k_{0z}-k_{1z}}{k_{0z}+k_{1z}},$ $R^{\mathrm{TM}}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_r{k}_{0z}-k_{1z}}{{\mathrm{\ϵ}}_r{k}_{0z}+k_{1z}},$

R^TE，R^TM别为TE波和TM波的反射系数；ε_r=ε₁/ε₀为分层介质两侧介电常数之比；

$k_{0z}=\sqrt{k^2-k_{\mathrm{\ρ}}^2},$ $k_{1z}=\sqrt{k_1^2-k_{\mathrm{\ρ}}^2},$ $k_{\mathrm{\ρ}}^2=k_x^2+k_y^2,$ k是自由空间的波数，k₁是墙体的波数，d是墙体的厚度。

步骤S210，对进行墙体影响补偿后的频域回波数据D′₂(k_x，k_y，z，ω)，由Stolt变换 $k_z=\sqrt{k^2-k_x^2-k_y^2},$ 得到波数域回波数据

本步骤中， $\mathrm{\ω}=\mathrm{ck}=c\sqrt{k_x^2+k_y^2+k_z^2}.$

步骤S212，按照以下公式对其关于k_x，k_y项求逆傅里叶变换得到空间波数域回波数据D₂(x，y，z，k_z)：

$D_2(x,y,z,k_z)=\frac{1}{4{\mathrm{\π}}^2}{\∫\∫D}_2(k_x,k_y,z,c\sqrt{k_x^2+k_y^2+k_z^2})e^{i{k}_{x}x}{e}^{i{k}_{y}y}d{k}_{x}d{k}_y---\left(8\right)$

本步骤中，由于k_x，k_y为均匀采样间隔，因此直接对

关于k_x，k_y项求逆傅里叶变换即可得到数据D₂(x，y，z，k_z)。

步骤S214，对空间-波数域回波数据D₂(x，y，z，k_z)，按照以下公式对其关于k_z项采用NUFFT求逆变换到空时域d′₂(x，y，z，t=0)，从而得到消除墙体影响后的雷达成像结果：

$d_2^{\′}(x,y,z,t=0)=\frac{1}{2\mathrm{\π}}{\∫D}_2(x,y,z,k_z)\frac{\left|c{k}_z\right|}{\sqrt{k_x^2+k_y^2+k_z^2}}d{k}_z---\left(9\right)$

本步骤中，由于k_z为非均匀采样间隔，因此需要对数据D₂(x，y，z，k_z)关于k_z项采用NUFFT求逆变换，才可以得到空时域数据d′₂(x，y，z，t=0)并进行雷达成像。

为验证本实施例方法的效果，申请人进行了三维空间点目标对比试验。图6为三维空间，三层媒质点目标成像，采用现有技术方法未消除墙体影响，NUFFT处理，成像结果。图7为三维空间，三层媒质点目标成像，采用本实施例方法消除墙体影响后，NUFFT处理，成像结果。对比图6与图7可知，消除墙体影响后，三维空间三层媒质点目标成像结果比未消除墙体影响的成像结果更清晰，聚焦作用更明显。

本发明可用于二维空间两层至多层媒质穿墙雷达成像，三维空间两层至多层媒质穿墙雷达成像。

至此，已经结合附图对本发明两个实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明穿墙雷达成像的方法有了清楚的认识。

此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换，例如：

(1)实施例1中，二维空间三层媒质还可以扩展到多层媒质形式，如两层至多层墙体。

(2)实施例2中三维空间三层媒质可以用多层媒质来代替。

综上所述，本发明提供一种新型穿墙雷达成像方法，以补偿墙体对成像位置和精度的影响，提高成像速度和时效，使穿墙成像结果准确、有效、实时。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种穿墙雷达成像的方法，其特征在于，包括：

步骤A，在墙体外发射雷达波，并接收该雷达波在z=0处的时域回波数据；

步骤B，将所述时域回波数据变换到频域，得到频域回波数据；

步骤C，将所述频域回波数据进行相位偏移，得到整个成像区域的频域回波数据；

步骤D，对整个成像区域的频域回波数据乘以一个与墙体影响相关的复数因子；

步骤E，将乘以复数因子后的频域回波数据中的变量ω转换到变量k_z，得到波数域回波数据，其中，ω为时间t对应的角频率，k_z为空域变量z在波数域对应的波数变量；

步骤F，将所述波数域回波数据对其关于k_x项求逆傅里叶变换得到空间-波数域回波数据，其中，k_x为空域变量x在波数域对应的波数变量；以及

步骤G，对所述空间-波数域回波数据对其关于k_z项变换到空时域，从而得到消除墙体影响后的雷达成像结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应用于三维场景下，其中：

所述步骤A中，所接收的时域回波数据为d′₂(x，y，z=0，t)；

所述步骤B包括：将所述时域回波数据d′₂(x，y，z=0，t)取三维傅里叶变换，得到频域回波数据D₂(k_x，k_y，z=0，ω)；

所述步骤C包括：采用如下相位偏移公式，对测量面z=0处的频域回波数据D₂(k_x，k_y，z=0，ω)进行相位偏移，得到整个成像目标区域的频域回波数据D₂(k_x，k_y，z，ω)：

$D_2(k_x,k_y,z,\mathrm{\ω})=D_2(k_x,k_y,z=0,\mathrm{\ω})e^{i{k}_{z}z};$

所述步骤E包括：对进行墙体影响补偿后的频域回波数据D′₂(k_x，k_y，z，ω)，由Stolt变换 $k_z=\sqrt{k^2-k_x^2-k_y^2},$ 得到波数域回波数据

所述步骤F包括：按照以下公式对其关于k_x，k_y项求逆傅里叶变换得到空间-波数域回波数据D₂(x，y，z，k_z)：

$D_2(x,y,z,k_z)=\frac{1}{4{\mathrm{\π}}^2}{\∫\∫D}_2(k_x,k_y,z,c\sqrt{k_x^2+k_y^2+k_z^2})e^{i{k}_{x}x}{e}^{i{k}_{y}y}d{k}_{x}d{k}_y;$

所述步骤G包括：将空间-波数域回波数据D₂(x，y，z，k_z)变换到空时域d′₂(x，y，z，t=0)，从而得到消除墙体影响后的雷达成像结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤D包括：

对整个成像目标区域的频域回波数据频谱数据D₂(k_x，k_y，z，ω)乘以复数因子

以补偿墙体对成像结果的影响，得到频率频域回波数据：

$D_2^{\′}(k_x,k_y,z,\mathrm{\ω})=\frac{F_{\mathrm{uv}}^{*}(k_x,k_y,k)}{{\left|\right|F_{\mathrm{uv}}^{*}(k_x,k_y,k)\left|\right|}^2}{D}_2(k_x,k_y,z,\mathrm{\ω})$

其中，

c为电磁波在自由空间的传播速度。||·||²表示取模。(·)^*表示取共轭；

$F_{\mathrm{uv}}=(k_x,k_y,k)=\frac{T^{\mathrm{TM}}}{k_0^2{k}_{\mathrm{\ρ}}^2{k}_{0z}}\left[\begin{array}{ccc}{k}_x^2& k_x{k}_y{k}_{0z}^2& k_x{k}_{0z}{k}_{\mathrm{\ρ}}^2\\ k_x{k}_y{k}_{0z}^2& k_y^2{k}_{0z}^2& k_y{k}_{0z}{k}_{\mathrm{\ρ}}^2\\ k_x{k}_{0z}{k}_{\mathrm{\ρ}}^2& k_y{k}_{0z}{k}_{\mathrm{\ρ}}^2& k_{\mathrm{\ρ}}^4\end{array}\right]+\frac{T^{\mathrm{TE}}}{k_{\mathrm{\ρ}}^2{k}_{0z}}\left[\begin{array}{ccc}{k}_y^2& -k_x{k}_y& 0\\ -k_x{k}_y& k_x^2& 0\\ 0& 0& 0\end{array}\right]$

$T^{\mathrm{TE}}=\frac{(1-{\left(R^{\mathrm{TE}}\right)}^2)\exp \left(i(k_{1z}-k_{0z})d\right)}{(1-{\left(R^{\mathrm{TE}}\right)}^2)\exp \left(i2k_{1z}d\right)},$ $T^{\mathrm{TE}}=\frac{(1-{\left(R^{\mathrm{TM}}\right)}^2)\exp \left(i(k_{1z}-k_{0z})d\right)}{(1-{\left(R^{\mathrm{TM}}\right)}^2)\exp \left(i2k_{1z}d\right)}$

T^TE，T^TM分别是TE波和TM波的传输系数；

$R^{\mathrm{TE}}=\frac{k_{0z}-k_{1z}}{k_{0z}+k_{1z}},$ $R^{\mathrm{TM}}=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_r{k}_{0z}-k_{1z}}{{\mathrm{\ϵ}}_r{k}_{0z}+k_{1z}},$

R^TE，R^TM别为TE波和TM波的反射系数；ε_r=ε₁/ε₀为分层介质两侧介电常数之比；

$k_{0z}=\sqrt{k^2-k_{\mathrm{\ρ}}^2},$ $k_{1z}=\sqrt{k_1^2-k_{\mathrm{\ρ}}^2},$ $k_{\mathrm{\ρ}}^2=k_x^2+k_y^2,$ k是自由空间波数，k₁是墙体的波数，d是墙体的厚度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤G具体包括：

对数据D₂(x，y，z，k_z)，按照以下公式对其关于k_z项采用NUFFT求逆变换到空时域d′₂(x，y，z，t=0)，从而得到消除墙体影响后的雷达成像结果：

$d_2^{\′}(x,y,z,t=0)=\frac{1}{2\mathrm{\π}}{\∫D}_2(x,y,z,k_z)\frac{\left|c{k}_z\right|}{\sqrt{k_x^2+k_y^2+k_z^2}}d{k}_z.$

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤G具体包括：

对数据D₂(x，y，z，k_z)，利用插值加FFT对关于k_z项求逆变换将其变换到空时域d′₂(x，y，z，t=0)，得到消除墙体影响后的雷达成像结果。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，应用于二维场景下，其中：

所述步骤A中，所接收的时域回波数据为：d′₁(x，z=0，t)；

所述步骤B中，变换至频域后的频域回波数据为：D₁(k_x，z=0，ω)；

所述步骤C中，按照以下公式对频域回波数据D₁(k_x，z=0，ω)进行相位偏移，得到整个成像区域的频域回波数据D₁(k_x，z，ω)：

$D_1(k_x,z,\mathrm{\ω})=D_1(k_x,z=0,\mathrm{\ω})e^{i{k}_{z}z}$

所述步骤E中，对进行墙体影响补偿后的频域回波数据D′₁(k_x，z，ω)，由Stolt变换

由频域回波数据D′₁(k_x，z，ω)得到波数域数据

所述步骤F中，按照以下公式对其关于k_x项求逆傅里叶变换得到空间波数域回波数据D₁(x，z，k_z)：

$D_1(x,z,k_z)=\frac{1}{2\mathrm{\π}}{\∫D}_1(k_x,z,c\sqrt{k_x^2+k_z^2})e^{i{k}_{x}x}d{k}_x$

所述步骤G中，对空间-波数域数据D₁(x，z，k_z)对其求逆变换到空时域d′₁(x，z，t=0)，从而得到消除墙体影响后的雷达成像结果。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：

对整个成像区域的频域回波数据D₁(k_x，z，ω)乘以一个复数因子以补偿墙体影响，得到频域回波数据：

$D_1^{\′}(k_x,z,\mathrm{\ω})=\frac{T{\left(k_x\right)}^{*}}{{\left|\right|T\left(k_x\right)\left|\right|}^2}{D}_1(k_x,z,\mathrm{\ω})$

其中

为分层媒质的传输系数，||·||²表示取模，d₁为测线到第一层介质与第二层介质交界处的厚度，d₂为测线到第二层介质与第三层介质交界处的厚度，为菲涅尔反射系数，

k₁为第一层介质对应的波数，k₂为第二层介质对应的波数；

其中，所述第一层介质为空气；所述第二层介质为墙体；所述第三层介质为空气。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤G具体包括：

对空间-波数域数据

按照以下公式对其关于k_z项采用NUFFT求逆变换到空时域d′₁(x，z，t=0)，从而得到消除墙体影响后的雷达成像结果：

$d_1^{\′}(x,z,t=0)=\frac{1}{2\mathrm{\π}}{\∫D}_1(x,z,c\sqrt{k_x^2+k_z^2})\frac{\left|c{k}_z\right|}{\sqrt{k_x^2+k_z^2}}d{k}_z.$

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤G具体包括：利用插值加FFT对k_z方向数据求逆变换得到穿墙雷达成像结果。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，发射电磁波的雷达装置和接收时域回波数据的雷达装置均位于沿墙体外表面，至少接收时域回波数据的雷达装置沿与该墙体外表面平行的z=0的测量线／测量面移动。

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