專利名稱：基于認知框架的雷達動目標(biāo)檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雷達技術(shù)領(lǐng)域，涉及動目標(biāo)檢測，可用于提高雷達在強雜波背景下對低速目標(biāo)的檢測性能。
背景技術(shù)：
戰(zhàn)場監(jiān)視雷達作為廣泛使用一種戰(zhàn)場傳感器，與其它戰(zhàn)場傳感器材相比具有全天候，探測距離遠，監(jiān)視范圍廣的優(yōu)點。但是戰(zhàn)場監(jiān)視雷達要在復(fù)雜的地物背景和慢動氣象背景中檢測到運動目標(biāo)，甚至是低速目標(biāo)，這給信號處理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的雷達動目標(biāo)檢測技術(shù)一般是先讓視頻輸入信號通過一個MTI濾波器，以此來抑制回波數(shù)據(jù)中的地雜波分量，之后對MTI濾波器的輸出信號沿慢時間做FFT變換，在這里FFT變換相當(dāng)于一組多普勒濾波器組，最后再在多普勒域?qū)γ總€通道做單元平均恒虛警檢測CA-CFAR。但一方面由于這樣的處理器要先通過一個MTI濾波器，當(dāng)目標(biāo)的多普勒頻率落在此濾波器的凹口附近時，尤其是當(dāng)MTI濾波器的凹口較寬時目標(biāo)分量可能就被濾除，從而造成目標(biāo)的漏檢；另一方面當(dāng)處理器在對某一檢測單元做恒虛警檢測時，要先估計此檢測單元處的干擾電平功率，估計時要求所選的估計樣本是獨立同分布的，但在實際中，由于雜波沿距離維的分布一般是劇烈變化的，因而只能在離檢測單元比較近的兩側(cè)選取參考單元作來作為干擾電平的估計樣本，這樣就大大限制了估計樣本的數(shù)目，而CA-CFAR檢測的虛警損失是與參考單元數(shù)目相關(guān)的，參考單元越多恒虛警損失越少。因而雖然此類處理器具有結(jié)構(gòu)簡單，運算速度快的優(yōu)點，但是其在強雜波區(qū)的檢測性能并不是十分理想，特別是在強雜波背景中對低速目標(biāo)的檢測性能更是急速下滑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提出一種基于認知框架的雷達動目標(biāo)檢測方法，并在對現(xiàn)有裝備不做大的改動的情況下，改善雷達在強雜波背景下對低速目標(biāo)的檢測性能。本發(fā)明的技術(shù)思路是:將認知雷達的思想運用到戰(zhàn)場監(jiān)視雷達的信號接收端，其核心是充分利用幀間信息，從而提高檢測器在強雜波背景下對低速目標(biāo)的檢測性能。認知雷達是近年提出來的一種全新的信號處理系統(tǒng)。所謂認知指的是:人們認識周邊環(huán)境的心理活動，認知行為包括觀察，思考，推理，判斷，問題解決以及記憶。簡而言之，認知雷達能不斷地感知周邊環(huán)境，并將獲取的環(huán)境信息存入環(huán)境動態(tài)數(shù)據(jù)庫中，進而自適應(yīng)地調(diào)整雷達的各種參數(shù)。根據(jù)上述思路，本發(fā)明的雷達檢測方法，包括如下步驟:I)令x_表示雷達第m幀第i個方位角第P個距離單元的回波數(shù)據(jù)，其中l(wèi)^m^m0, l^i^I,l^pi^D,m0表示當(dāng)前巾貞序號， I表示每一巾貞雷達方位角的個數(shù)，D表示每一個方位角的距離單元數(shù)，&表示零速濾波器，其系數(shù)全為I ;通過零速濾波器得到
回波數(shù)據(jù)中的地雜波分量ymip為:y- = <Ψ七。，其中T表示轉(zhuǎn)置；
2)根據(jù)地雜波分量ymip，獲得當(dāng)前幀Hitl第i個方位角第P個距離單元的干擾電平功率的估計值3)根據(jù)步驟2)得到的干擾電平功率的估計值，將當(dāng)前幀Hi0劃分為雜波區(qū)和噪聲區(qū)這兩個區(qū)域；4)計算當(dāng)前幀Hitl第i個方位角與先前幀Hi1第j個方位角的相關(guān)系數(shù)Aivjw:
Ym ,.Ym.
Pnvhij = ^~，1 ^ mX < 爪，K 人./ ^ 1
叫.;/⑴.J其中II.I I表示2范數(shù)，Ymoi =[ 丨，ymoil，…，ymo,c]表示當(dāng)前幀mQ第i個方位角
的一段長度為c的地雜波數(shù)據(jù)，Yow.= \_ymijiyymii2,..■ ,ymijC~\表示第1 巾貞第j個方位角的一段長度為c的地雜波數(shù)據(jù)，H表示共軛轉(zhuǎn)置；5)根據(jù)當(dāng)前幀Hitl第i個方位角與先前幀Hi1第j個方位角的相關(guān)系數(shù)Avilf校正天
線的指向誤差:若Avw,, =nJax AwHg則判定當(dāng)前幀％與先前幀&是對準(zhǔn)的，并將當(dāng)
前幀mQ的第iQ個方位角和先前幀Hi1的第jQ個方位角分別作為當(dāng)前幀mQ和先前幀Hi1的基準(zhǔn)，完成指向誤差的校正，校正后的回波數(shù)據(jù)存入環(huán)境動態(tài)數(shù)據(jù)庫EDDB中；反之，判定當(dāng)前幀Hi0與先前幀Hl1是未對準(zhǔn)的，舍去先前幀Hl1的回波數(shù)據(jù)；6)根據(jù)步驟3)的劃分，利用環(huán)境動態(tài)數(shù)據(jù)庫中的回波數(shù)據(jù)，計算當(dāng)前幀Hitl第i個方位角第P個距離單元的干擾協(xié)方差矩陣的估計值
權(quán)利要求
1.一種基于認知框架的雷達動目標(biāo)檢測方法，包括如下步驟: 1)令xmip表示雷達第m巾貞第i個方位角第P個距離單元的回波數(shù)據(jù)，其中I彡m彡nvl^i^I,l^p^D,m0表不當(dāng)前巾貞序號，I表不每一巾貞雷達方位角的個數(shù)，D表不每一個方位角的距離單元數(shù)，h表示零速濾波器，其系數(shù)全為I ;通過零速濾波器得到回波數(shù)據(jù)中的地雜波分量ymip為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于認知框架的雷達動目標(biāo)檢測方法，其中所述步驟2)中干擾電平功率的估計值
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于認知框架的雷達動目標(biāo)檢測方法，其中所述步驟7)中的濾波器系數(shù)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于認知框架的雷達動目標(biāo)檢測方法，其中所述步驟8)中的輸出信號通過如下公式計算
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于認知框架的雷達動目標(biāo)檢測方法，主要解決現(xiàn)有方法在強雜波背景中對低速目標(biāo)的檢測性能差的缺陷。其實現(xiàn)過程是從回波中分離出地雜波分量；根據(jù)地雜波分量得到當(dāng)前幀的雜波圖；根據(jù)雜波圖感知環(huán)境將當(dāng)前幀劃分為噪聲區(qū)和雜波區(qū)；根據(jù)地雜波分量計算相關(guān)系數(shù)，利用它校正天線指向誤差，并將校正后的回波數(shù)據(jù)存入環(huán)境動態(tài)數(shù)據(jù)庫EDDB中；根據(jù)當(dāng)前幀的劃分，利用EDDB中的回波數(shù)據(jù)估計干擾協(xié)方差矩陣；根據(jù)估計的干擾協(xié)方差矩陣得到自適應(yīng)濾波器系數(shù)，并對輸入數(shù)據(jù)做自適應(yīng)濾波處理；對濾波器的輸出做恒虛警檢測。本發(fā)明具有對現(xiàn)有裝備不做大的改動即可大幅提高其檢測性能的優(yōu)點，可用于強雜波背景中對低速目標(biāo)的檢測。
文檔編號G01S7/41GK103197297SQ20131009156
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者劉宏偉, 方明, 戴奉周, 趙永波, 糾博 申請人:西安電子科技大學(xué)