论文总字数：17604字

摘 要

在许多城市战斗、反恐斗争和监测安全应用等很多方面都有需要穿透无法看到的障碍物（如墙壁等）来探测目标。普通探测技术可以穿透一般的障碍物而探测目标，但在实际操作中由于现场环境的复杂，这些探测技术很大程度会受到影响，从而无法精确得到目标，而超宽带穿墙雷达会不受这些环境影响而出色完成任务。

本文研究了基于宽带波束形成技术的穿墙雷达成像的基本原理。首先，我们先简单介绍了超宽带穿墙雷达系统，其次对于雷达的成像原理，我们建立了回波模型，并提取了回波信号的特征量，并对超宽带穿墙雷达的目标回波进行了分析，并且进行仿真实验。对超宽带穿墙雷达信号处理的基本流程进行研究，运用MATLAB对超宽带穿墙雷达信号的时域、频域仿真验证。

最后总结出超宽带穿墙雷达信号处理的基本方法和流程，通过仿真来对雷达信号处理结果进行了验证。

关键字：超宽带穿墙雷达；回波信号；MATLAB仿真

Research on Signal Processing Method of UWB through Wall Radar

Abstract

Many aspects of urban warfare, counter-terrorism and security monitoring applications require penetrating invisible obstacles (such as walls) to detect targets.Ordinary detection technologies can penetrate ordinary obstacles to detect targets, but in practice, due to the complexity of the field environment, these detection technologies will be affected to a large extent, so it is impossible to accurately get the target, and Ultra wide band through wall radar will not be affected by these environments and perform tasks excellently.

In this paper, the basic principle of wideband beamforming (wideband beamforming) based imaging of wall penetrating radar is studied.Firstly, we briefly introduce the Ultra wide band through wall radarsystem. Secondly, for the imaging principle of the radar, we establish the echo model, extract the characteristic quantity of the echo signal, analyze the target echo of uwb wall-penetrating radar, and carry out simulation experiment.This paper studies the basic process of signal processing of ultra-wideband wall-penetrating radar, andUSES MATLAB to simulate and verify the signal of ultra-wideband wall-penetrating radar in time domain and frequency domain.

Finally, the basic method and process of signal processing of uwb wall-penetrating radar are summarized, and the radar signal processing results are verified by simulation

Key words：Ultra wide band through wall radar，Echo model，MATLABsimulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 研究背景及意义 1

1.1超宽带穿墙雷达简介 1

1.2超宽带穿墙雷达国内外研究现状 1

1.3本文研究内容及和结构安排 2

第一章 超宽带穿墙雷达成像的基本原理 3

2.1超宽带穿墙雷达系统简介 3

2.2 障碍物材料对穿墙雷达信号的影响 3

第三章 雷达目标回波的检测与分析 6

3.1 目标回波模型的建立 6

3.2 超宽带穿墙雷达回波信号处理 6

3.3 脉冲压缩后的回波信号 7

3.4 回波信号的仿真波形 9

第四章 超宽带穿墙雷达的时频分析 11

4.1 时频分析 11

4.2 线性调频信号和时频仿真 13

第五章 总结和展望 16

5.1 总 结 16

5.2 展 望 16

致 谢 18

参考文献(Reference) 19

附 录 20

仿真程序1： 20

仿真程序2： 21

仿真程序3： 22

仿真程序4： 22

第一章 研究背景及意义

1.1超宽带穿墙雷达简介

穿墙雷达是采用特定频率电磁波来对墙壁、树木、金属、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、混凝土墙等等。

一般的光电设备如红外设备，夜视设备都可以作为探测设备来使用，但在特殊环境中，比如在墙体金属掩体等的背后就很难探测，所以在现代战争、安检警戒和搜索营救等方面穿墙雷达的应用就变得越来越广泛。

在军事方面，虽然当今世界已经以和平为趋势发展但是局部的战争仍在进行，现代战争中，如伊拉克战争和叙利亚战争中，在城区战斗时大量敌人会隐藏在房屋中，或者以墙体作为掩体来战斗，但是可以通过稳定的穿墙雷达探测敌人位置就可轻松瓦解敌人在城区的战斗力。由此穿墙探测技术已经变成各个国家政府机构和国防机构需要迫切掌握的军事和国防技术。^[1]

21世纪以来中国发生的几次重大地震灾害，2008年汶川地震和玉树地震，这些重大自然灾害给国家人民带来了无法估计的损失后，灾后救援就变得尤为重要，在废墟中搜救被困人员时通过穿墙雷达来救援就可以节省出大量的救援时间，灾难面前时间就生命，在使用穿墙雷达就可以省去那些没有必要的挖掘工作，为救援赢得时间。

在安检警戒工作中使用穿墙雷达可以对危险有害物品探测，实现报警功能，将社会治安提升到新的高度。

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