[發明專利]基于高分辨目標距離像修正相關矩陣的寬帶雷達檢測方法

無效

• 申請號: 200910021740.2
• 申請日: 2009-03-30
• 公開（公告）號: CN101509972A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 水鵬朗;許述文;劉宏偉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/04
• 分類號: G01S13/04
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 王品華;黎漢華

技術領域

本發明屬于目標檢測技術領域，具體涉及一種寬帶雷達的檢測方法，用于寬帶雷達體制下目標檢測。

背景技術

寬帶雷達(WBR)或者超寬帶雷達(UWB)可以將一個目標分辨成許多獨立的散射點，而分辨的散射點的數目取決于目標在雷達徑向距離上的擴展和雷達的距離分辨能力。眾所周知，距離分辨率與雷達的發射波形的帶寬成反比。寬帶雷達和超寬帶雷達的回波包含了大量的目標信息，通常用于目標成像，識別和分類中。如果在積累過程中目標發生了徑向運動或姿態變化，它的高分辨距離像會隨著脈沖的不同而不同。由于目標的高分辨距離像是未知的并且隨著脈沖不同是變化的，這就增加了在高分辨雷達中檢測距離分布式運動目標的復雜性。

三維的散射點中心模型是將一個目標看成是離散的物理散射點的一個集合體。一維的散射中心模型看成是目標的三維散射點模型向雷達視線上的投影。一維模型上的每一個散射單元值對應的是一個距離單元內的所有物理散射點響應的向量和，而正是向量和導致了一維散射中心模型的方位敏感性。方位敏感性是機動飛行的分布式目標檢測的一個重點。在現有的檢測技術中，往往對于目標作出一些理想的假定，但是通常的檢測技術往往忽略距離像的跨距離走動，或是假定目標是低速運動的，并且需要一些關于目標的一些先驗知識。然而，對于實際的寬帶雷達檢測問題中，對于高速運動的飛行目標，跨距離走動是不可避免的，而且也很難獲得目標的一些先驗知識。

目前寬帶雷達檢測技術存在的主要不足是：在事先假定情況下設計分布式目標檢測方案。而這樣的假設和先驗知識在實際的檢測問題中，是不可能存在的或者是不可能得到的，比如，目標在一個積累脈沖周期內不發生距離走動；目標高分辨距離像中的散射密度是已知的。通常的檢測技術都是事先對目標的高分辨距離像先進性一系列的處理，然后基于處理后的能量特征來做檢測。利用了純噪聲情況下和含有目標情況下的高分辨距離像的能量特征不同，來檢測和判斷目標是否存在。在通常的檢測方案中，低信噪比情況下，往往很難獲得理想的檢測性能，而又由于理想假定的限制，很難實現多脈沖積累。

發明內容

本發明的目的在于克服已有技術的不足，提出一種基于高分辨目標距離像修正相關矩陣的寬帶雷達檢測方法，實現檢測目標的跨距離單元檢測和多脈沖積累。

為實現上述目的，本發明提供的寬帶雷達檢測方法，包括如下步驟：

(1)對含噪距離像進行噪聲的標準差估計；

(2)基于步驟(1)中所得標準差，構造一族非線性收縮映射，根據該收縮映射對含噪距離像進行提煉，從而得到提煉的多脈沖距離像；

(3)基于提煉的多脈沖距離像，計算每兩個提煉距離像之間的互相關系數，得到修正的互相關系數矩陣；

(4)對互相關系數矩陣進行積累，構造檢測統計量，并設定當前噪聲方差時的檢測門限；

(5)將檢測統計量與檢測門限進行比較，判決目標是否存在，如果檢測統計量大于檢測門限，則判定目標存在，反之，則判定目標不存在。

本發明與現有技術比較具有以下優點：

1)本發明由于采用了非線性收縮映射，并設計了一種穩健的修正互相關系數積累矩陣，提高了目標檢測的性能。

2)本發明由于采用了修正互相關系數積累矩陣，可以對多個連續的高分辨距離像進行同時積累，實現了多脈沖積累。

3)本發明由于沒有利用關于目標的任何先驗信息，并通過距離像延遲的引入，實現跨距離單元的檢測，使目標檢測的適用范圍增加。

4)本發明由于估計出噪聲的方差，并設定當前噪聲方差情況下的檢測門限，避免了因背景噪聲或雜波的變化對目標檢測性能的影響，實現準確的檢測判決。

附圖說明

圖1是本發明的方法流程圖；

圖2是本發明的非線性映射的曲線圖；

圖3是本發明在H₀情況下復的和實的精煉后的距離像的條件均值和標準差圖；

圖4是安26飛機的飛行軌跡在地面上的投影圖；

圖5是目標高分辨距離像中包含80％能量的所需的最少的強散射單元個數圖；

圖6是本發明的非線性映射提煉某加噪實距離像圖；

圖7是復距離像和實距離像的平均互相關系數的變化圖；

圖8是本發明利用映射和沒有用映射的性能比較圖；

圖9是本發明利用復精煉距離像和實精煉距離像的檢測性能比較圖；

圖10當積累數P為4時本發明與多脈沖SSD-GLRT檢測方法的性能比較圖。

具體實施方式