[發(fā)明專利]一種基于擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的雷達(dá)目標(biāo)恒虛警檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810045692.6
• 申請日: 2008-07-30
• 公開（公告）號: CN101329400A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 皮亦鳴;鄧曉波;曹宗杰;閔銳;李晉
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/04
• 分類號: G01S13/04;G01S7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)目標(biāo)檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雷達(dá)目標(biāo)恒虛警檢測方法。

背景技術(shù)

目標(biāo)檢測是雷達(dá)的首要任務(wù)，恒虛警檢測是一種在雷達(dá)自動檢測系統(tǒng)中給檢測策略提供檢測閾值并且使雜波和干擾對系統(tǒng)虛警概率影響最小的信號處理方法。經(jīng)過30余年的發(fā)展，恒虛警檢測已逐漸成為現(xiàn)代雷達(dá)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，并在各種類型的雷達(dá)中獲得廣泛應(yīng)用。

經(jīng)典的恒虛警檢測方法是先利用待檢單元前后滑窗中的參考單元產(chǎn)生一個自適應(yīng)門限，然后，比較待檢單元信號強(qiáng)度與自適應(yīng)門限的大小，如果待檢單元信號強(qiáng)度超過門限，則判斷該單元中有目標(biāo)存在。這種經(jīng)典的恒虛警檢測方法的框圖如圖1所示。常用的單元平均類恒虛警(CA-CFAR)檢測器以及順序統(tǒng)計(jì)類恒虛警(OS-CFAR)檢測器都采用這種方案。CA-CFAR檢測器根據(jù)參考單元信號強(qiáng)度的均值生成自適應(yīng)門限，在均勻高斯背景下，單元信號強(qiáng)度的均值是雜波強(qiáng)度的最優(yōu)估計(jì)，因此，它具有最佳的檢測性能。然而，在非高斯背景下，單元信號強(qiáng)度的均值不再是雜波強(qiáng)度的最優(yōu)估計(jì)，其檢測性能有所下降；在多目標(biāo)干擾情況下，干擾信號的存在會抬高雜波強(qiáng)度的估計(jì)，導(dǎo)致檢測性能迅速下降。

OS-CFAR檢測器先將參考單元的信號強(qiáng)度排序，選擇排序后的第k個最小值作為雜波強(qiáng)度水平估計(jì)。該方法屏蔽了干擾信號對雜波強(qiáng)度估計(jì)的影響，因此，在多目標(biāo)干擾環(huán)境下，能保持較好的檢測性能。然而，在均勻環(huán)境下，由于利用排序后的第k個最小值估計(jì)雜波水平不是最優(yōu)的，其檢測性能會有損失。因此，就需要一種適應(yīng)性更好的檢測方法，能夠在多目標(biāo)干擾環(huán)境下和非高斯環(huán)境下，都保持較優(yōu)的檢測性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的雷達(dá)目標(biāo)恒虛警檢測方法。本發(fā)明利用的是目標(biāo)回波與背景雜波分布特性的差異性，和傳統(tǒng)的基于自適應(yīng)門限的檢測方法相比，它受背景分布特性和干擾目標(biāo)的影響很小，對非高斯環(huán)境和多目標(biāo)干擾環(huán)境，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。另外，該方法還通過對參考單元樣本做排序截尾處理，能夠進(jìn)一步抑制干擾目標(biāo)的影響。

本發(fā)明利用了目標(biāo)回波與背景雜波不同的統(tǒng)計(jì)分布特性，通過檢驗(yàn)待檢區(qū)的回波樣本是否服從背景分布，從而判斷是否有目標(biāo)存在。也就是說，如果待檢區(qū)的回波樣本服從背景分布，則有理由相信，待檢區(qū)回波源于背景雜波，從而判斷沒有目標(biāo)存在；否則，將判斷有目標(biāo)存在。假如背景分布函數(shù)為F(x)，雷達(dá)接收機(jī)通過脈沖積累，得到N個來自于某待檢單元的回波樣本Z＝{z₁，z₂，...，z_N}，目標(biāo)檢測可以轉(zhuǎn)化為以下擬合優(yōu)度檢驗(yàn)問題：

為了解決(1)式所定義的基于擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的目標(biāo)檢測問題，并保持目標(biāo)檢測的恒虛警性，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種基于擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的雷達(dá)目標(biāo)恒虛警檢測方法，如圖2所示，包括以下步驟：

步驟1通過雷達(dá)接收系統(tǒng)接收N個脈沖，形成快慢時間域上的N行R列的數(shù)據(jù)矩陣，其中R表示雷達(dá)探測空間總的距離單元數(shù)。

步驟2將步驟1所得的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行對數(shù)放大，將威布爾(Weibull)型的背景分布轉(zhuǎn)化為極大值分布型的位置一尺度(Location-Scale)類背景分布，得到對數(shù)放大后的N行R列的數(shù)據(jù)矩陣。引入對數(shù)放大器的目的是利用位置一尺度(Location-Scale)型背景分布的一些特性以保證本發(fā)明的恒虛警性。

步驟3根據(jù)步驟2所得的對數(shù)放大后的N行R列的數(shù)據(jù)矩陣，對于任一待檢距離單元，都對應(yīng)有N個待檢樣本Z＝{z₁，z₂，...，z_N}；選擇前后相鄰的M個距離單元作為參考單元，得到L＝M×N個背景樣本。

步驟4利用步驟3所得的背景樣本估計(jì)背景分布的位置參數(shù)和尺度參數(shù)，具體包括以下步驟：

步驟4-1對L＝M×N個背景樣本從小到大(或從大到小)排序并刪除后面(或前面)的r個樣本以屏蔽干擾目標(biāo)影響，得到有序背景樣本序列Y＝(y₍₁₎，...，y_(L-r))^T。

步驟4-2采用最優(yōu)線性無偏估計(jì)器(BLUE)，按下式計(jì)算得到背景分布位置參數(shù)估計(jì)值和尺度參數(shù)估計(jì)值