超宽带雷达发射脉冲的时间很短，信号的频谱很宽，使得目标在不同区域的响应分离，同时也激励了目标的响应模式，突出了目标的特性，对于目标的识别有很大的助益。不仅如此，兼具低频和宽频的特性，便可以对地表，树叶等屏障由很强的穿透力，在探测隐藏目标如抗震救灾，反恐行动，丛林作战等方面有很大的发展前景。

超宽带雷达的抗干扰和低截获能力很强。由于超宽带雷达的处理增益较大，在发射信号的过程中，微弱的无线电脉冲信号被分散在了宽阔的频带中，因此输出功率很低，在接收信号时，信号能量被还原出来产生扩频增益。

信号多波束传播时具有对抗衰减的能力，与窄带信号相比具有良好的电磁兼容性和频谱利用率。

此外，超宽带雷达还具有体积小，功耗低（小于几瓦）的优点。在嵌入式环境中，或者在移动平台上，超宽带雷达可以创建智能响应传感解决方案作为补充人体探测和跟踪的传感器模式，并与现有的无线基础设施联网。

3  超宽带雷达的研究现状现状

超宽带雷达概念的正式提出可以追溯到1990年3月美国新墨西哥州的Los Alamos国家实验室会议[3]。近年来，超宽带雷达快速发展，根据作用距离的范围将其分为近距离、中距离和远距离三类，如下图1。1所示。

按作用距离对超宽带雷达的种类划分

近距离超宽带雷达的应用最为广泛，因此发展也最为迅速。如探地雷达、合成孔径雷达、穿墙雷达、医用监测雷达以及消防营救雷达等等。这其中，对于人体目标的探测的研究最为前沿，在实际应用中也最为重要。下文对探地雷达、合成孔径雷达以及穿墙雷达作简要的介绍，并重点阐述超宽带雷达在人体目标探测技术上的发展和应用。

探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)，又称地质雷达或透地雷达。探地雷达向地表发射电磁波，由于地下不同的介质具有不同的电磁特性，电磁波在地下进行传输时，在各个介质段反射回了不同形式回波，这些回波具有不同的振动强度和时延特性。利用这种回波特性的差异，探地雷达可以推断出地表下的介质种类、分布特征、存在形态和介质所处的具体位置。有效地对地下进行探测使得探地雷达在近几十年内快速发展，尤其在扫雷等国防、地下管道、缆线、矿业开采、地质考察以及考古等方面具有广泛的应用价值。

合成孔径雷达（Ultra-Wide Band Synthetic Aperture Radar, UWB-SAR）结合了可以对高方位向进行分辨的合成孔径技术，该雷达可以穿透丛林中的叶簇并对隐藏目标进行距离和方位的二维高分辨成像。近几十年来，该技术逐渐被重视起来，尤其在军事对抗中具有很高的价值，在民用方面也有很广阔的应用前景。

穿墙雷达在反恐作战方面有很重要的应用，因此，以美国为代表的许多国家和国防研究机构都在不遗余力地研究穿墙雷达技术。美国军方在《联合城区作战条令》中重点强调了三大关键技术的研究，隔墙探测技术便是其中之一。同时该技术也是美国国防部高级研究计划局（DARPA，Defense Advanced Research Projects Agency）规划中的重要一项。

超宽带雷达的人体探测技术包括两个方面：人体运动探测和生命体征探测。前者以运动中的人体作为探测主体，在反恐和作战行动中极具价值；后者则在医疗、消防、救灾等方面发挥重要作用。其原理就是通过检测人体生命活动所引起的各种微动，从这些微动中得到人的体动、呼吸、心跳等生命信号，从而探测区域内有无生命体。生命探测技术可以追溯到20世纪80年代初，来自美国密西根州立大学的D。Misra和K。M。Chen等科技工作者将人体简化为复合介电常数的球体和圆柱体模型，在平面极化、垂直极化、圆极化的情况下，分别研究了电磁波照射人体的散射特性，发现了人体微动与回波幅度、相位等之间的相关性。上世纪50年代开始，美国的佐治亚技术研究所提出了生命信号监测(RVSM：Radar Vital Signal Monitoring)的概念并先后研制了军用调频雷达和抛物面天线结构的雷达生命特征监视仪器。在雷达生命探测技术领域取得比较大的成果的有美国、希腊、英国、土耳其、日本和俄罗斯的科学家们。他们分别在生命探测雷达的理论基础、体制选择、工作频率选择、天线形式选择和设计、信号处理各个方面进行了深入的研究，做了大量的试验，并且有相应的产品推向市场[4]。论文网