超宽带雷达信号多普勒色散分析和补偿方法研究(4)
叶簇覆盖下的隐蔽目标的有效选择。
经过几十年的发展，美国在该领域的研究可谓一枝独秀，成果丰硕。具有代
表性的叶簇穿透雷达有美国斯坦福研究所(Stanford Research Institute, SRI)研制的
冲激脉冲 SRI UWB-SAR 系统、美国密执安大学环境研究所(Environmental
Research Institute of Michigan, ERIM)和海军航空武器中心(Naval Air Warfare
Center, NAWC)共同研究的L/C/X波段PS SAR系统基础上，于1992年，受DARPA
的委托改造成 LFM UWB雷达、美国sandia国家实验室研发的可同时工作 Ka、
Ku、X 以及 VHF/UHF 波段的 Twin-Otter SAR 系统、瑞典国防研究署(Swedish
Defence Research Agnncy)开发的CARABAS 和 LORA UWB-SAR 系统以及法国
雷恩大学 (University of Rennesl) 无 线 电 通 信 实 验 室 与 O.N.E.R.A 、THOMSON-C.S.F./S.D.C.等联袂打造的 M.O.S.A.R 系统等。
1.2.3 UWB穿墙雷达
UWB 穿墙雷达的研究已有十余年。随着 UWB 雷达、SAR 以及 UWB 天线
阵列等技术的日趋成熟，美、英、以、加、意和法等多个国家针对 UWB穿墙雷
达展开了研究，甚至有些公司及实验室已研究出 UWB穿墙雷达试验样机。
于 1998年，美国 Time domain 公司推出了第一款穿墙雷达样机 Radar Vision
1000。其后，该公司分别于 2001年及2003 年分别推出第二代穿墙透视仪 Radar
Vision 2000及探测范围已至10m的最新一款穿墙透视仪。 美国雷声公司(Raytheon)
开发的调频连续波 EMARS 系统， 该系统可根据实际需要将多个单站模块自由地
组合成运动目标定位系统，通过无线局域网连接各个单站模块，并连接人机交互
终端，从而可使操作者远离危险环境或目标。2005 年，美国 MIT 的 David Cist
博士将UWB技术创造性地应用于安全救生领域，推出了安全救生系统，该系统
为我国2008年汶川特大地震的搜救工作发挥了重要的作用。
除美国，以色列卡梅罗(Camero)雷达公司于 2004 年推出了类似掌上游戏机
的雷达系统；瑞典皇家防务研究所(Royal Swedish Defense Research Institute,
RSDRI)则研制出了可固定在一个手机大小的小匣子上且重仅 0.4 公斤的更为小
巧便携的墙壁穿透 UWB雷达，可探测到对厚 20cm的墙壁后3m范围内的移动目标。
然而，国内关于 UWB穿墙雷达的研究工作起步较晚。其中，第四军医大学
生物医学工程系从 1998 年开始研制了不同频段的连续波生物雷达样机，并于
2004年成功验收。该雷达能穿透 2m 厚的实体墙壁并检测到人体生命体征。此外，
国防科技大学研发了工作在 UHF/L 频段的微功率冲激脉冲穿墙探测系统。其它
研究单位主要还包括北京理工大学、哈尔滨工业大学、电子科技大学、南京理工
大学、中科院电子所以及中电 38所等。
由于位于 VHF/UHF低频段的 UWB雷达具有强穿透能力，从而该雷达在探
地、叶簇穿透以及穿墙等应用方面有着不俗的表现。
1.3 论文的主要工作及组织结构
本文主要围绕 UWB雷达目标距离及速度估计而展开相关的研究。首先，利
用时间延迟方法分析 UWB雷达回波机理，以及讨论多普勒色散特征。其次，重点探讨了 UWB雷达运动目标的距离及速度估计。具体研究内容及全文组织结构
如下：
第 1章简要介绍了本文的研究背景及意义，以及从 UWB雷达系统及其应用
方面研究动态及国内外发展现状。
第 2章分析了 UWB雷达回波机理及多普勒色散特征。首先，利用时间延迟
方法，推导出UWB雷达动目标的回波模型。其次，分析了 UWB雷达动目标多
普勒色散对匹配滤波器输出性能的影响，并得出不适合传统匹配滤波器处理的条。
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