[發明專利]基于環境信息的雷達信號處理方法

有效

• 申請號: 201310093386.0
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103197298A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 劉宏偉;方明;戴奉周;趙永波;糾博
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，涉及目標檢測，可用于復雜雜波背景中基于環境信息的雷達檢測高效處理。

技術背景

戰場監視雷達與其它戰場偵察器材相比具有全天候，探測距離遠，監視范圍廣的優點，因而成為一種得到廣泛使用的戰場偵察器材。但是在實際應用中，戰場監視雷達周邊的環境相當復雜，導致回波數據中除了強大的地物雜波外往往還存在慢動氣象雜波，這給雷達目標檢測，尤其是低速目標的檢測帶來了巨大的挑戰。

傳統自適應檢測方法的信號處理流程如圖1所示：先對雷達的接收信號做脈壓處理，之后進行雜波抑制，最后做恒虛警檢測。傳統檢測方法在雜波抑制時需要估計雜波的協方差矩陣，估計時一般是在檢測單元兩側各選取一定數目獨立同分布的參考單元，并且為保證雜波抑制的效果參考單元數必須達到一定的數目。恒虛警檢測時傳統方法需要估計檢測單元的背景功率水平，也需要在該檢測單元的兩側選取一定數目獨立同分布的參考單元，同時為了減少恒虛警損失應盡可能增加參考單元的數目。此外傳統檢測方法對不同環境下的檢測單元都采用相同的處理方法。但是雷達的周邊環境一般十分復雜，造成了雜波空域上的非均勻性，甚至有些區域的雜波是多種雜波的混合。雜波的非均勻性一方面嚴重限制了可用于雜波協方差矩陣和背景功率水平估計的參考單元數；另一方面雜波的非均勻性還會導致某些區域檢測單元所采取的信號處理方法與其所處環境的失配，從而造成傳統檢測方法檢測性能的下降。

發明內容

本發明的目的在于針對上述檢測方法未能充分利用外部環境信息的不足，提出一種基于環境信息的雷達信號處理方法，以通過對外部環境信息的綜合利用，提高雷達在復雜雜波背景中的檢測性能。

本發明的技術思路是：將認知雷達的思想運用到戰場監視雷達的信號接收端，通過對外界環境的感知，獲取環境信息，將雷達掃描的區域劃分為：無雜波的噪聲區，地雜波區，氣象雜波區，地雜波和氣象雜波的混合區，然后在不同的檢測區域采取與之匹配的處理方式，從而改善雷達在復雜雜波背景中的檢測性能。認知雷達是近年提出的一種全新的信號處理系統。所謂認知指的是人們認識周邊環境的心理活動，認知行為包括觀察，思考，推理，判斷，問題解決以及記憶。概括地說，認知雷達就是一種能夠不斷地感知周邊環境，并將獲取的環境信息存入環境動態數據庫EDDB中，進而自適應地調整自身各種參數的雷達，一般包含以下3個要素：1）通過與所處環境的互動學習能夠智能得處理信號；2）具有從接收機到發射機的反饋；3）存儲目標的回波信息。

為實現上述目的，本發明的目標檢測方法，包括如下步驟：

1）令x_m表示雷達第m幀中一個方位-距離單元的回波數據，其中1≤m≤m₀，m₀表示當前幀序號，根據幀間樣本估計第m幀的雜波協方差矩陣

R^m=Σn≤mβm-nxn·xnH/Σn≤mβm-n,]]>

其中x_n表示第n幀的回波數據，β表示遺忘因子，H表示共軛轉置；

2）根據當前幀m₀的雜波協方差矩陣估計出當前幀m₀的雜波功率

3）根據估計的雜波功率譜將當前幀m₀劃分為4種不同的檢測區域，即無雜波的噪聲區z，地雜波區g，氣象雜波區w，混合雜波區c；