CN110398717A - 基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法，包括以下步骤：S1：接收穿墙的回波信号，所述回波信号包括目标回波信号和强杂波信号；S2：采用预设信号作为所述强杂波信号的对消信号，将对消信号与强杂波信号进行对消处理；S3：将S2处理后的信号进行信号处理，根据信号处理结果生成新的对消信号；S4：将新的对消信号作为预设信号，重复执行S2‑S4直至成像结果符合需求。本发明还公开了基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制系统。本发明基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法及系统，解决了传统强杂波对消方案中墙体回波过大导致目标信号成像模糊的问题，通过在射频模拟域上实现对强杂波信号的对消，使得强杂波信号得到有效的抑制。

Description

基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法及系统
技术领域
本发明涉及穿墙雷达技术领域，具体涉及基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法及系统。
背景技术
电磁波对墙体等障碍物具有良好的穿透性，穿墙雷达正是基于这一特点，实现目标在障碍物后的跟踪和识别。目前穿墙雷达主要应用于城市巷战、反恐和地震救援等军用和民用领域。
穿墙雷达通过发射天线发出电磁波信号，利用接收天线接收回波信号。接收的回波信号包括以下几类信号成份：接收天线与发射天线之间的直接耦合信号；墙体的一次或者多次的反射信号；电磁波通过墙体或障碍物，得到目标或者目标背景的一次或多次反射信号；环境噪声信号。
fr(t)＝fd(t)+ff(t)+ftb(t)+n(t)
其中fd(t)为发射天线与接收天线之间的直达波信号；ff(t)为墙体的回波信号，其中又包括了一次回波信号、二次回波信号及多次回波信号；ftb(t)为目标及背景的回波信号；n(t)为环境噪声。穿墙雷达需要利用ftb(t)中的目标回波信号对目标进行成像，但是在通常的情况下直达波的信号要明显强于回波信号，而其中目标回波信号又明显弱于墙体及其他的回波信号。如果目标回波信号太弱，在成像过程中会导致成像质量不佳，再加上各种环境噪声信号的影响，目标信号会淹没在噪声信号中导致目标成像失败。
目前，有以下几类强杂波抑制的方法。
第一类方法是背景对消法，这种方法需要事先获得背景的回波数据，将总体的回波数据和背景的回波数据进行差分运算，从而获得目标回波数据。然而在实际应用中，背景的回波数据通常无法预先获取。
第二类方法是空域滤波法，这种方法是利用一个单发单收的天线阵列对目标进行探测，天线阵列对于墙体是平行的，其对墙的垂直距离是相同的；天线阵列每进行一次收发信号以后平行于墙面移动至下一位置对目标再次进行探测并且重复此项工作。则可以近似认为天线阵列所接收到的墙体回波基本一致，并且墙体回波都具有相同的延时，而各个阵元与目标的距离是各不相同的，则各个阵元所接受到的目标回波信号是不尽相同的，并且目标回波出现在不同的距离延时上。不同天线位置的墙体杂波在空域上近似直流信号，在频率上接近零频。利用墙体杂波的这个特点采用具有窄过渡带和线性相位特性或零相位特性的滤波器消除墙体杂波。这种方法通常是成立的，但是墙体杂波和目标回波的空域频谱在零频附近会出现公共频带，将导致目标回波的损失。
第三类方法是墙体电磁建模法，这种方法是利用对墙体的厚度、相对介电常数、反射系数等参数的估计值建立墙体杂波的模型，模拟出墙体回波数据，将接收到的回波数据与墙体回波的模拟数据进行差分处理，便能够得到目标回波数据。然而实际中墙体的材质复杂，对墙体参数的准确估计较为困难，此外建立的墙体杂波模型往往难以符合真实的杂波形态，导致差分后遗留较多的残余杂波。
第四类方法是基带对消法，这种方法是将回波信号混频后，把目标回波信号的频谱搬移到基带上进行处理的方法。这种方法要求在采样之前对回波信号数据的处理是无误的，但是如果回波信号较大将会导致雷达接收链路处于非线性区，导致信号失真无法对信号进行正确采样。
本发明目的是基于步进频率穿墙雷达系统，利用射频对消方法对强杂波信号进行有效抑制，提高雷达灵敏度，更好的实现对目标的成像。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的步进频率穿墙雷达存在不能对目标正常成像的问题，目的在于提供基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法及系统，解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：接收穿墙的回波信号，所述回波信号包括目标回波信号和强杂波信号；S2：采用预设信号作为所述强杂波信号的对消信号，将对消信号与强杂波信号进行对消处理；S3：将S2处理后的信号进行信号处理，根据信号处理结果生成新的对消信号；S4：将新的对消信号与强杂波信号进行对消，重复执行S3-S4直至成像结果符合需求。
本发明应用时，先接收穿墙的回波信号，所述回波信号包括目标回波信号和强杂波信号，这种回波信号是由信号源产生并在穿墙后由接收天线接收的信号，目标回波信号就是由目标反射回来的信号，强杂波信号则主要是墙体反射的信号。
然后采用预设对消信号作为所述强杂波信号的对消信号，将对消信号与强杂波信号进行对消，当强杂波信号很大的时候如果对这个强杂波信号进行直接处理，尤其是低噪放饱和时，很容易造成信号失真，而采用预设对消信号与强杂波信号对消后，强杂波信号幅值会被显著衰减，这样就使得回波信号的幅值也被显著衰减而目标回波信号本身收到的影响极小，这样进行处理就可以更容易的找出目标回波信号。
再然后将对消后的回波信号进行信号处理，根据处理结果生成新的对消信号，生成新的对消信号的目的是为了更准确的对强杂波信号进行对消。
再然后将新的对消信号与强杂波信号进行对消，重复执行S3-S4直至成像结果符合需求，这样的做法可以视为一种渐进逼近的方法，因为在进行对消之前，是无法准确得知目标回波信号和强杂波信号的特征的，所以采用这种方式可以快速调整对消信号，以便能够更好的抑制强杂波信号。
值得注意的是虽然现有技术中也存在雷达信号的对消技术，但是这些对消技术都是在数字域上进行的，也就是说强杂波信号是在被进行处理并进行了模数转换后才对消的，显而易见的，这种方式需要处理过程中的放大器处于正常放大状态，并且处理过后的回波信号中由于目标回波信号的幅值远小于强杂波信号，这就会严重影响对消效果。
本发明所针对的是步进频率穿墙雷达系统,采用射频对消的方法，产生一个与强杂波信号幅度相同、相位相反的对消信号，再将对消信号与强杂波信号矢量相加，实现对强杂波信号的抑制。这种思想的重要性是显而易见的，但是在实际的操作过程中，生成的对消信号并不能完全符合与强杂波信号幅度相同，相位相反这一特性，导致对消的效果并不理想。
因此本发明采用闭环设计在数模转换域上对对消信号进行快速的调整，并在射频模拟域上实现对强杂波信号的对消，以达到更好的杂波抑制效果。此外，这种强杂波矢量对消的方法，不仅可以将其利用在射频模拟域上，还可以将强杂波信号进行下变频以后在中频模拟域上进行中频对消；同时也可以将强杂波信号进行数模转换以后在PC端或DSP中进行对消，对消的方法是多种多样的，但是主要的思想不变，本发明的技术方案主要是采用射频对消的方法。
具体的，当接收天线接收到回波信号以后，合路器将会产生与墙体杂波幅度相同、相位相差180°的对消信号，当回波信号通过合路器时，墙体的杂波数据就会被抑制，这时再通过雷达接收链路就能放大目标回波信号，然后通过混频器、中频放大器和数模转换器等就可以实现回波信号在PC端的成像。
在上文中已经提到了已有的几种强杂波抑制方法，其中背景对消法的实际操作性不强，无法提前得到墙体的回波数据；空域滤波法在实际情况中通常是成立的，但是墙体杂波和目标回波的空域频谱如果在零频附近发生重叠，将导致目标回波的损失；墙体建模法根据墙体杂波建立的模型往往与真实情况难以符合；基带对消则是需要接收天线接收的信号能够被正确放大，这就要求接收到的回波信号不能过大。基于此，本专利所涉及的射频对消方案能根据强杂波信号的不同，调整对消信号，是一种主动对消的技术。与以上方法不同的是，射频对消技术能够在接收链路饱和的情况下，通过产生对消信号与杂波信号对消，使得接收链路正常工作，仍然可以正确放大回波信号。
本发明解决了传统强杂波对消方案中墙体回波过大导致目标信号成像模糊的问题，通过在射频模拟域上实现对强杂波信号的对消，使得强杂波信号得到有效的抑制。
进一步的，将对消后的信号进行处理包括以下子步骤：将对消后的信号依次进行低噪放、混频、中频放大器和模数转换后传输到数字信号处理单元处理。
进一步的，所述低噪放采用线性放大。
进一步的，根据信号处理结果生成新的对消信号包括以下子步骤：
S31：将强杂波信号正交解调至IQ平面中，且在IQ平面中I路与Q路正交；
S32：在预设数字域内选定步长；
S33：固定Q路，并根据步长调整I路后生成对消数据；
S34：将对消数据与强杂波信号对消，当对消后的误差在可允许的范围内时，将所述对消数据作为所述新的对消信号；
S35：当对消后的误差超过可允许的范围时，在对消数据的基础上，固定I路，并根据步长调整Q路后生成新的对消数据；
S36：将所述新的对消数据与强杂波信号对消，当对消后的误差在可允许的范围内时，将所述新的对消数据作为所述新的对消信号；
S37：当对消后的误差超过可允许的范围时，调整步长并在所述新的对消数据的基础上执行S33-S37直至生成所述新的对消信号。
进一步的，所述对消信号和所述新的对消信号均在模拟域对消强杂波信号。
基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制系统，包括接收单元；所述接收单元包括：接收天线：用于接收穿墙的回波信号；合路器：用于将对消信号与强杂波信号在模拟域进行对消；LNA：用于将对消后的回波信号进行低噪放大；零中频接收电路：用于对低噪放大后的回波信号进行正交变换、放大和模数变换；信号处理单元：用于回波信号强杂波对消性能评估和新的对消信号估计；射频对消信号生成电路：用于生成对消信号并发送到合路器；所述合路器、LNA、零中频接收电路、信号处理单元和射频对消信号生成电路依次首尾连接形成闭合回路；
所述信号处理单元采用预设对消信号作为所述强杂波信号的对消信号，将对消信号与强杂波信号进行对消，并将对消信号发送至射频对消信号生成电路；所述射频对消信号生成电路生成新的对消信号并发送至合路器，并由合路器与强杂波信号对消；
处理后的目标信号经过LNA的放大后，由零中频接收电路处理发送至信号处理单元；所述信号处理单元对回波信号的强杂波对消性能进行评估并估计新的杂波对消信号；所述射频对消信号生成电路生成新的对消信号并发送至合路器，并由合路器与强杂波信号对消；所述回波信号在闭合回路内循环处理直至所述目标回波信号的处理结果符合需求。
进一步的，所述射频对消信号生成电路包括依次串联的D/A转换器、直接上变频正交调制器、功率补偿电路和匹配电路；
所述D/A转换器接收信号处理单元发送的对消信号并将对消信号转换为模拟信号，所述直接上变频正交调制器将转换为模拟信号的对消信号进行上变频，再由功率补偿电路和匹配电路处理后发送至合路器
进一步的，所述零中频接收电路包括串联的A/D转换器、中频放大器和正交解调器；所述正交解调器将对消后的回波信号进行混频和正交解调；所述中频放大器将回波信号进行放大；所述A/D转换器将正交解调器处理后的信号发送至信号处理单元。
进一步的，还包括发射单元；所述发射单元发送步进频率雷达信号，所述步进频率雷达信号在目标处穿墙反射后，生成所述穿墙的反射回来的回波信号并被接收单元接收。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法及系统，解决了传统强杂波对消方案中墙体回波过大导致目标信号成像模糊的问题，通过在射频模拟域上实现对强杂波信号的对消，使得强杂波信号得到有效的抑制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明所涉及的射频对消技术基本原理示意图。
图2为本发明所涉及的射频对消技术中矢量对消原理示意图。
图3为本发明所涉及的射频对消技术中对消信号产生的具体算法。
图4为本发明所涉及的步进频率雷达系统中的发射机模块框图。
图5为本发明所涉及的步进频率雷达系统中的接收机模块框图。
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，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
本发明基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法，包括以下步骤：S1：接收穿墙的回波信号，所述回波信号包括目标回波信号和强杂波信号；S2：采用预设信号作为所述强杂波信号的对消信号，将对消信号与强杂波信号进行对消处理；S3：将S2处理后的信号进行信号处理，根据信号处理结果生成新的对消信号；S4：将新的对消信号作为预设信号，重复执行S2-S4直至成像结果符合需求。
本实施例实施时，先接收穿墙的回波信号，所述回波信号包括目标回波信号和强杂波信号，这种回波信号是由信号源产生并在穿墙后由接收天线接收的信号，目标回波信号就是由目标反射回来的信号，强杂波信号则主要是墙体反射的信号。
然后采用预设对消信号作为所述强杂波信号的对消信号，将对消信号与强杂波信号进行对消，当强杂波信号很大的时候如果对这个强杂波信号进行直接处理，尤其是低噪放饱和时，很容易造成回波信号极难接收，而采用预设对消信号与强杂波信号对消后，强杂波信号幅值会被显著衰减，这样就使得回波信号的幅值也被显著衰减而目标回波信号本身受到的影响极小，这样进行处理就可以更容易的找出目标回波信号。
再然后将对消后的回波信号进行信号处理，根据处理结果生成新的对消信号，生成新的对消信号的目的是为了准确的对强杂波信号进行对消。
再然后将新的对消信号与强杂波信号进行对消，重复执行S3-S4直至成像结果符合需求，这样的做法可以视为一种渐进逼近的方法，因为在进行对消之前，是无法准确得知目标回波信号和强杂波信号的特征的，所以采用这种方式可以快速的调整对消信号，以便能够更好的抑制杂波信号。
值得注意的是虽然现有技术中也存在雷达信号的对消技术，但是这些对消技术都是在数字域上进行的，也就是说强杂波信号是被处理并进行了模数转换后才对消的，显而易见的，这种方式需要处理过程中的放大器处于正常放大状态，并且处理过后的回波信号中由于目标回波信号的幅值远小于强杂波信号，这就会严重影响对消效果。
本发明所针对的是步进频率穿墙雷达系统，采用射频对消的方法，产生一个与强杂波信号幅度相同、相位相反的对消信号，再将对消信号与强杂波信号矢量相加，实现对强杂波信号的抑制。这种思想的重要性是显而易见的，但是在实际的操作过程中，生成的对消信号并不能完全符合与强杂波信号幅度相同，相位相反这一特性，导致对消的效果并不理想。
因此本发明采用闭环设计在数模转换域上对对消信号进行快速的调整，并在射频模拟域上实现对强杂波信号的对消，以达到更好的杂波抑制效果。此外，这种强杂波矢量对消的方法，不仅可以将其利用在射频模拟域上，还可以将强杂波信号进行下变频以后在中频模拟域上进行中频对消；同时也可以将强杂波信号进行数模转换以后在PC端或DSP中进行对消，对消的方法是多种多样的，但是主要的思想不变，本发明的技术方案主要是采用射频对消的方法。
具体的，当接收天线接收到回波信号以后，合路器将会产生与墙体杂波幅度相同、相位相差180°的对消信号，当回波信号通过合路器时，墙体的杂波数据就会被抑制，这时再通过雷达接收链路就能放大目标回波信号，然后通过混频器和数模转换器等就可以实现对于目标信号的成像。
在上文中已经提到了已有的几种强杂波抑制方法，其中背景对消法的实际操作性不强，无法提前得到墙体的回波数据；空域滤波法在实际情况中通常是成立的，但是墙体杂波和目标回波的空域频谱如果在零频附近发生重叠，将导致目标回波的损失；墙体建模法根据墙体杂波建立的模型往往与真实情况难以符合；基带对消则是需要接收天线接收的信号能够被正确放大，这就要求接收到的回波信号不能过大。基于此，本专利所涉及的射频对消方案能根据强杂波信号的不同，调整对消信号，是一种主动对消的技术。与以上方法不同的是，射频对消技术能够在接收链路饱和的情况下，通过产生对消信号与强杂波信号对消，使得接收链路正常工作，仍然可以正确放大回波信号。
本发明解决了传统强杂波对消方案中墙体回波过大导致目标信号成像模糊的问题，通过在射频模拟域上实现对强杂波信号的对消，使得强杂波信号得到有效的抑制。
为了进一步的说明信号处理情况，将对消后的回波信号进行处理包括以下子步骤：将对消后的回波信号依次进行低噪放、正交解调器、中频放大器和模数转换器后发送至信号处理单元进行信号处理。
为了进一步的对低噪放进行说明，所述低噪放采用线性放大。
为了进一步的说明对消信号生成过程，根据信号处理结果生成新的对消信号包括以下子步骤：
S31：将强杂波信号正交解调至IQ平面中，且在IQ平面中I路与Q路正交；
S32：在预设数字域内选定步长；
S33：固定Q路，并根据步长调整I路后生成对消数据；
S34：将对消数据与强杂波信号对消，当对消后的误差在可允许的范围内时，将所述对消数据作为所述新的对消信号；
S35：当对消后的误差超过可允许的范围时，在对消数据的基础上，固定I路，并根据步长调整Q路后生成新的对消数据；
S36：将所述新的对消数据与强杂波信号对消，当对消后的误差在可允许的范围内时，将所述新的对消数据作为所述新的对消信号；
S37：当对消后的误差超过可允许的范围时，调整步长并在所述新的对消数据的基础上执行S33-S37直至生成所述新的对消信号。
如图3所示，图3为本发明所涉及的射频对消技术中对消信号产生的具体算法。首先需要回波信号进入接收机模块，通过ADC采样获得I、Q路数据。对于单一频点，雷达回波中的强杂波成分在IQ平面中表现为一个点，现在将强杂波信号作为需要对消的目标信号。算法开始，首先固定Q路，在(-M,+M)范围里，固定步长a，调整I路，下传一组IQ对消数据给对消信号生成电路；如果误差在门限以下，则结束该频点，否则再固定I路信号，根据相应步长，调整Q路，下传一组IQ对消数据给对消信号生成电路，如果误差在门限以下，则结束该频点，否则调整步长再固定Q路，调整I路找到对消信号，通过这样的IQ轮换，不断调整对消信号的幅度，使得对消以后的信号逐渐接近原点。这样我们就得到了对消信号。
为了进一步的说明本实施例中的对消过程，所述对消信号和所述新的对消信号均在模拟域对消强杂波信号。
如图5所示本发明基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制系统，包括接收单元；所述接收单元包括：接收天线：用于接收穿墙的回波信号；合路器：用于将对消信号与强杂波信号在模拟域进行对消；LNA：用于将对消后的回波信号进行低噪放大；零中频接收电路：用于对低噪放大后的回波信号进行正交变换、放大和模数变换；信号处理单元：用于回波信号强杂波对消性能评估和新的对消信号估计；射频对消信号生成电路：用于生成对消信号并发送到合路器；所述合路器、LNA、零中频接收电路、信号处理单元和射频对消信号生成电路依次首尾连接形成闭合回路；所述接收天线接收到回波信号时，将回波信号发送至合路器；所述信号处理单元采用预设对消信号作为所述强杂波信号的对消信号，将对消信号与强杂波信号进行对消，并将对消信号发送至射频对消信号生成电路；所述射频对消信号生成电路将生成的对消信号发送至合路器；所述合路器将对消信号与强杂波信号在模拟域进行对消处理。
处理的回波信号经过LNA的低噪放大后，由零中频接收电路处理发送至信号处理单元；所述信号处理单元根据强杂波信号生成新的对消信号；所述新的对消信号由射频对消信号生成电路生成后发送至合路器，并由合路器与强杂波信号对消；所述回波信号在闭合回路内循环处理直至所述回波信号的成像结果符合需求。
本实施例实施时，图5为本专利涉及的步进频率雷达系统中的接收机模块框图，接收天线接收到的回波信号其中包含有目标回波信号和强杂波信号，通过合路器进行对消使得强杂波信号得到衰减，然后通过低噪放进行线性放大，此时就容易区分出目标回波信号和强杂波信号，然后通过混频可以将目标回波信息调至基带上，最后通过数模转换将信号传输至PC端成像，根据成像的情况，FPGA通过坐标轴轮换对消算法会产生相应的对消信号，通过数模转换后再上变频，将对消信号搬移至射频区域回到合路器。这样就完成一个闭合的回路设计。通过这个闭合电路，就实现了强杂波信号的抑制问题。
为了进一步的说明本实施例中射频对消信号生成电路的工作过程，所述射频对消信号生成电路包括依次串联的D/A转换器、直接上变频正交调制器、功率补偿电路和匹配电路；
所述D/A转换器接收信号处理单元发送的对消信号并将对消信号转换为模拟信号，所述直接上变频正交调制器将转换为模拟信号的对消信号进行上变频，再由功率补偿电路和匹配电路处理后发送至合路器
为了进一步的说明本实施例中零中频接收电路的工作过程，所述零中频接收电路包括串联的A/D转换器、中频放大器和正交解调器；所述正交解调器将对消后的回波信号进行混频和正交解调；所述中频放大器将回波信号进行放大；所述A/D转换器将放大后的信号模数转换后发送至信号处理单元。
为了进一步的说明本实施例中信号发射过程，还包括发射单元；所述发射单元发送步进频率雷达信号，所述步进频率雷达信号在目标处穿墙反射后，生成所述穿墙的反射回来的回波信号并被接收单元接收。如图4所示，图4为本专利涉及的步进频率雷达系统中的发射机模块框图。FPGA发出信号通过直接数字式频率合成器(DDS)产生频率较低的步进频率，然后通过频率合成器将此信号调至射频，再通过数控衰减器和功率放大器控制信号的功率，最后通过低频滤波器就可以发出射频信号。以上为本专利使用的发射机线路。
如图1和图2所示，为了进一步的说明本实施例的信号对消过程，图1为射频对消技术基本原理示意图。由于回波信号可以在矢量空间中用幅度和相位表示出来，在矢量空间中，令某一强杂波信号为S1，射频对消系统对强杂波信号矢量S1通过一种估计运算产生一个与S1幅度相等，相位相差180°的对消信号矢量S1’，并将其通过合路器耦合到接收通道，这样强杂波信号与对消信号矢量相加，从而得到抑制强杂波信号的效果。在实际的步进频率雷达系统中，强杂波信号矢量是由多个信号叠加而成的，它们之间存在着相位差。所以，在实际情况当中，射频对消电路需要根据各个不同的强杂波信号产生其对应的对消信号，分别矢量相加进行对消。
图2为射频对消技术的矢量对消原理图。假设刚开始产生了一个强杂波信号S2，而此时还未产生对消信号的时候，此时FPGA会任意产生一个对消信号以达到减小回波信号的目的，此时就可以明显看出射频对消技术相较于其他方法之间的优势，当回波信号很大的时候，射频对消技术也可以通过接收链路对耦合以后的信号进行线性放大，如图2所示，产生的矢量对消信号S2’与强杂波信号S2矢量相加以后产生信号S3，在矢量空间中可以明显的看出信号S3的幅度得到了较大衰减。在图5中可以看出由于本专利设计的接收模块是一个闭环的设计，可以快速的调整对消信号，以便能够更好的抑制强杂波信号。
以上所述的具体实施方式，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方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，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 (9)

1.基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：接收穿墙的回波信号，所述回波信号包括目标回波信号和强杂波信号；
S2：采用预设信号作为所述强杂波信号的对消信号，将对消信号与强杂波信号进行对消处理；
S3：将S2处理后的信号进行信号处理，根据信号处理结果生成新的对消信号；
S4：将新的对消信号与强杂波信号进行对消，重复执行S3-S4直至成像结果符合需求。
2.根据权利要求1所述的基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法，其特征在于，将对消后的信号进行处理包括以下子步骤：
将对消后的信号依次进行低噪放、混频、中频放大和模数转换后传输到数字信号处理单元处理。
3.根据权利要求2所述的基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法，其特征在于，所述低噪放采用线性放大。
4.根据权利要求1所述的基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法，其特征在于，根据信号处理结果生成新的对消信号包括以下子步骤：
S31：将强杂波信号正交解调至IQ平面中，且在IQ平面中I路与Q路正交；
S32：在预设数字域内选定步长；
S33：固定Q路，并根据步长调整I路后生成对消数据；
S34：将对消数据与强杂波信号对消，当对消后的误差在可允许的范围内时，将所述对消数据作为所述新的对消信号；
S35：当对消后的误差超过可允许的范围时，在对消数据的基础上，固定I路，并根据步长调整Q路后生成新的对消数据；
S36：将所述新的对消数据与强杂波信号对消，当对消后的误差在可允许的范围内时，将所述新的对消数据作为新的对消信号；
S37：当对消后的误差超过可允许的范围时，调整步长并在所述新的对消数据的基础上执行S33-S37直至生成所述新的对消信号。
5.根据权利要求1所述的基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制方法，其特征在于，所述对消信号和所述新的对消信号均在模拟域对消强杂波信号。
6.采用权利要求1～5中任意一项方法的基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制系统，其特征在于，包括接收单元；所述接收单元包括：
接收天线：用于接收穿墙的回波信号；
合路器：用于将对消信号与强杂波信号在模拟域进行对消；
LNA：用于将对消后的回波信号进行低噪放大；
零中频接收电路：用于对低噪放大后的回波信号进行正交变换、放大和模数变换；
信号处理单元：用于回波信号强杂波对消性能评估和新的对消信号估计；
射频对消信号生成电路：用于生成对消信号并发送到合路器；
所述合路器、LNA、零中频接收电路、信号处理单元和射频对消信号生成电路依次首尾连接形成闭合回路；
所述接收天线接收到穿墙的回波信号时，将回波信号送至合路器；
所述信号处理单元采用预设对消信号作为所述强杂波信号的对消信号，将对消信号与强杂波信号进行对消，并将对消信号发送至射频对消信号生成电路；所述射频对消信号生成电路生成对消信号后发送至合路器；所述合路器将对消信号与强杂波信号在模拟域进行对消处理；
处理后的目标信号经过LNA的放大后，由零中频接收电路处理发送至信号处理单元；所述信号处理单元对回波信号的强杂波对消性能进行评估并估计新的杂波对消信号；所述射频对消信号生成电路生成新的对消信号并发送至合路器，并由合路器与强杂波信号对消；
所述回波信号在闭合回路内循环处理直至所述目标回波信号的处理结果符合需求。
7.根据权利要求6所述的基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制系统，其特征在于，所述射频对消信号生成电路包括依次串联的D/A转换器、直接上变频正交调制器、功率补偿电路和匹配电路；
所述D/A转换器接收信号处理单元发送的对消信号并将对消信号转换为模拟信号，所述直接上变频正交调制器将转换为模拟信号的对消信号进行上变频，再由功率补偿电路和匹配电路处理后发送至合路器。
8.根据权利要求6所述的基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制系统，其特征在于，所述零中频接收电路包括串联的A/D转换器、中频放大器和正交解调器；
所述正交解调器将对消后的回波信号进行混频和正交解调；
所述中频放大器将回波信号进行放大；
所述A/D转换器将正交解调器处理后的信号发送至信号处理单元。
9.根据权利要求6所述的基于步进频率穿墙雷达系统的强杂波信号抑制系统，其特征在于，还包括发射单元；
所述发射单元发送步进频率雷达信号，所述步进频率雷达信号在目标处穿墙反射后，生成所述穿墙的反射回来的回波信号并被接收单元接收。
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