專利名稱：基于多頻點(diǎn)回波幅度逆序統(tǒng)計量的低空目標(biāo)檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多頻點(diǎn)非相參積累信號檢測方法，可用于寬帶雷達(dá)在多徑環(huán)境下的信號檢測。
背景技術(shù)：
低空、超低空目標(biāo)難以檢測，是雷達(dá)面臨的四大威脅之一。其主要的難點(diǎn)包括 強(qiáng)烈的地海雜波和難以解決的多徑問題。要在強(qiáng)雜波中檢測小型飛行目標(biāo)，雷達(dá)波束要有足夠的能量指向地面，因此地海反射很強(qiáng)的雜波。同時，除了目標(biāo)的直達(dá)波信號以外，雷達(dá)還會接收到地海面產(chǎn)生的反射回波信號，從而形成多徑效應(yīng)。該效應(yīng)使得雷達(dá)接收信號在幅度和相位上發(fā)生變化，回波中常出現(xiàn)尖峰導(dǎo)致目標(biāo)檢測的虛警概率增加，影響雷達(dá)對目標(biāo)的檢測性能，目標(biāo)回波概率密度函數(shù)的時變特性，難以保證恒虛警概率的檢測概率?，F(xiàn)代雷達(dá)多采用頻率分集技術(shù)或頻率捷變技術(shù)，不僅能夠獲得時不變的目標(biāo)回波概率密度函數(shù)，而且可利用多頻點(diǎn)信號積累來減小多徑效應(yīng)的影響。針對以上問題，S.L. Wilson 等人在 “Radar detection in multipath, IEEProc. -Radar, Sonar Navig, Vol. 146, No. I, February 1999”文章中，提出利用 M/N檢測方法解決多徑環(huán)境下的目標(biāo)檢測問題，M是超過檢測門限的脈沖個數(shù)，N是總脈沖個數(shù)，當(dāng)超過門限的脈沖個數(shù)超過M時，則作出有目標(biāo)的判決，反之判定無目標(biāo)。研究表明，M/N檢測方法在低信雜比的情況下，檢測性能較差，尤其是在復(fù)雜的地海雜波環(huán)境下，當(dāng)?shù)涂漳繕?biāo)的回波與多徑回波相消時，低信雜比的回波難以超過檢測門限，會導(dǎo)致目標(biāo)漏警，同時，需要兩級門限檢測，其第一級檢測需要N次檢測，第二級檢測需要一次檢測，檢測次數(shù)多，運(yùn)算量較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術(shù)的不足，提出了一種多頻點(diǎn)回波幅度逆序統(tǒng) 計量的低空目標(biāo)檢測方法，以減小目標(biāo)漏警，提高雷達(dá)在低信雜比下的檢測能力。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)思路是利用逆序統(tǒng)計量和多頻點(diǎn)非相參積累方法，根據(jù)多徑條件下回波信號統(tǒng)計特性，實(shí)現(xiàn)對低空目標(biāo)的恒虛警檢測，其實(shí)現(xiàn)步驟包括如下I)對雷達(dá)接收到的多頻點(diǎn)回波脈沖進(jìn)行匹配濾波，得到觀測數(shù)據(jù)f ;2)對觀測數(shù)據(jù)Jf進(jìn)行線性檢波，獲得輸出信號包絡(luò)J> =間，其中，I · I表示模值；3)取輸出信號包絡(luò)5·中同一距離單元的數(shù)據(jù)作為檢測單元數(shù)據(jù)A，分別在每個檢測單元后選取m個參考單元,得到M個參考單元的數(shù)據(jù)6，其中，h=l，2“％Nf, 1=1，2···，Μ,M=mXNf, M為參考單元個數(shù)，Nf為檢測單元個數(shù)；4)對檢測單元數(shù)據(jù)瓦進(jìn)行降序排列，獲得一組逆序的數(shù)據(jù)/^5)根據(jù)雷達(dá)檢測環(huán)境、天線極化方式以及信號擦地角的大小，利用如下公式來估計反射系數(shù)P P=P0Dps,
其中，P C1為多徑反射區(qū)域的菲涅爾反射系數(shù)，D為多徑反射面的擴(kuò)散因子，P s為多徑反射面的散射因子；6)根據(jù)反射系數(shù)P計算檢測參數(shù)K的最優(yōu)值，其中，K表示該檢測方法的頻點(diǎn)積累個數(shù)，計算公式如下
權(quán)利要求
1.一種基于多頻點(diǎn)回波幅度逆序統(tǒng)計量的低空目標(biāo)檢測方法，包括如下步驟 1)對雷達(dá)接收到的多頻點(diǎn)回波脈沖進(jìn)行匹配濾波，得到觀測數(shù)據(jù)f; 2)對觀測數(shù)據(jù)i進(jìn)行線性檢波，獲得輸出信號包絡(luò). >=|· |，其中，I · I表示模值； 3)取輸出信號包絡(luò)J5中同一距離單元的數(shù)據(jù)作為檢測單元數(shù)據(jù)A，分別在每個檢測單元后選取m個參考單元,得到M個參考單元的數(shù)據(jù)g，其中，h=l,2…，Nf, 1=1, 2···，M,M=mXNf,M為參考單元個數(shù)，Nf為檢測單元個數(shù)； 4)對檢測單元數(shù)據(jù)瓦進(jìn)行降序排列，獲得一組逆序的數(shù)據(jù)多W； 5)根據(jù)雷達(dá)檢測環(huán)境、天線極化方式以及信號擦地角的大小，利用如下公式來估計反射系數(shù)P P = P 0D P s 其中，P ^為多徑反射區(qū)域的菲涅爾反射系數(shù)，D為多徑反射面的擴(kuò)散因子，Ps為多徑反射面的散射因子； 6)根據(jù)反射系數(shù)P計算檢測參數(shù)K的最優(yōu)值，其中，K表示該檢測方法的頻點(diǎn)積累個數(shù)，計算公式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟9)所述的利用恒虛警門限計算方法計算回波信號的檢測門限系數(shù)β，按如下步驟進(jìn)行 (9a)計算回波信號的檢測統(tǒng)計量z在無目標(biāo)時的概率密度函數(shù)fz(z)
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于多頻點(diǎn)回波幅度逆序統(tǒng)計量的低空目標(biāo)檢測方法。主要解決現(xiàn)有技術(shù)在多徑環(huán)境下對低空目標(biāo)檢測性能差的問題。其實(shí)現(xiàn)步驟是1)對雷達(dá)接收到的多頻點(diǎn)回波信號進(jìn)行匹配濾波和線性檢波，輸出信號包絡(luò)；2)從信號包絡(luò)中選取檢測單元和參考單元；3)對檢測單元數(shù)據(jù)逆序排列，得到一組逆序數(shù)據(jù)；4)估計反射系數(shù)并計算最優(yōu)K值；5)利用最優(yōu)K值和逆序數(shù)據(jù)計算回波信號的檢測量；6)利用參考單元數(shù)據(jù)采用單元平均方法估計雜波幅度；7)計算檢測門限系數(shù)；8)利用雜波幅度和門限系數(shù)求得回波信號的檢測門限；9)將檢測值與檢測門限比較，判斷有無目標(biāo)。本發(fā)明在低信雜比下檢測性能較高，提高了雷達(dá)探測低空目標(biāo)的能力。
文檔編號G01S7/41GK102944873SQ20121049322
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者曹運(yùn)合, 王園園, 劉崢 申請人:西安電子科技大學(xué)