[發明專利]一種基于多模式的變化指數恒虛警目標檢測方法

有效

• 申請號: 201410012104.4
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103760542A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 郭云飛;周森山;薛安克;劉俊;唐學大;鄭曉楓
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S7/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于雷達信號處理領域，尤其涉及一種基于多模式的變化指數恒虛警(Multiple?Model?Variability?Index?CFAR,MMVI-CFAR)目標檢測方法。

背景技術

目前機載預警雷達信號處理常采用長時間相參積累方式，以增加實際利用的微弱目標回波信號能量提高雷達檢測性能。微弱目標回波信號經過長時間能量積累和各種雜波抑制后，雖然其信噪比得到了改善，但是在信號中仍然存在著各種噪聲、雜波、干擾信號。當雜波和目標回波在雷達顯示器上同時顯示時，會使目標的觀察變得很困難。如果目標處在雜波背景內，我們制定的檢測門限若定的偏高就會使弱的目標湮沒在強雜波中，形成漏警；但是若門限偏低就會使強雜波誤報成為目標信號，形成虛警。因此，無論從抗干擾或改善雷達工作質量的觀點來看，在一定的虛警概率下使發現概率盡可能的大都是一個很重要的問題。恒虛警檢測就是在一定虛警率的情況下，使用自適應的檢測門限代替固定門限。隨著被檢測單元附近的背景噪聲、雜波和干擾的變化，檢測門限也將自適應的調整。在背景雜波、噪聲、干擾較大的情況下，提高檢測門限。反之，則降低檢測門限，從而提高了對目標信號的檢測性能。因此，無論從抗干擾或改善雷達工作質量的觀點來看，在一定的虛警概率下使發現概率盡可能的大都是一個很重要的問題。針對均勻雜波背景下的目標檢測問題，常采用單元平均恒虛警(CA-CFAR)檢測器，以及這種方法的修正單元平均選大恒虛警（GO-CFAR）和單元平均選小恒虛警（SO-CFAR）。目前已經形成體系的一類CFAR檢測器,具有一定的代表性。針對非均勻雜波背景下的目標檢測問題，提高恒虛警檢測器抗干擾目標的能力，常采用有序統計量恒虛警檢測器(OS-CFAR)，對參考采樣值作排序處理,然后取第k個采樣值作為總的背景雜波功率水平估計，刪除均值恒虛警(CMLD-CFAR)檢測器可以有效的提高雜波邊緣處有序統計恒虛警的抗干擾能力，將干擾目標從參考單元序列中排除出去，然后根據刪除后的采樣值重新估計雜波功率。雜波是由地物、海洋、云雨雪霧冰雹以及人為釋放的箔條等物體產生的不需要的散射回波信號。這些不需要的雜波信號將對雷達目標信號的檢測和跟蹤產生干擾。但是為了能夠有效地在復雜雜波背景下進行恒虛警檢測，必須知道雜波的幅度特性和頻譜特性，所以建立準確、合理的雜波統計模式在恒虛警檢測中是非常重要的，由于實際應用中雷達的工作區域隨著作戰的環境的變化而變換。因此采用單一背景建模進行恒虛警檢測，就不能有效的檢測出運動目標信號。

發明內容

本發明針的目的是針對現有的雷達機動弱目標單一雜波背景下檢測的不足，提出的一種基于多模式的變化指數恒虛警（MMVI-CFAR）目標檢測方法。本發明基本思想是把目標可能經歷的雜波背景模式設為模式集，集合中的各個模式代表不同的雜波背景，利用多個基于不同模式的檢測器并行工作，目標檢測概率為各個檢測器檢測概率的加權。本發明提出的基于多模式的變化指數恒虛警目標檢測方法，即在均勻雜波背景下采用單元平均恒虛警，在雜波邊緣背景下采用單元平均選大恒虛警（GO-CFAR），非均勻多目標背景下采用單元平均選小恒虛警（SO-CFAR）處理。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案具體包括如下步驟：

步驟1.分別建立均勻雜波背景、雜波邊緣背景和非均勻多目標背景模型；

步驟2.建立與雜波背景區域相應的模型集；

步驟3.將參考窗分為左參考窗口、右參考窗口、全參考窗口三個參考窗；

步驟4.根據模型進行權值計算，根據權值大小進行相應的恒虛警處理。

步驟1所述的建立均勻雜波背景、雜波邊緣背景和非均勻多目標背景模型，具體如下：

1-1.建立瑞利均勻分布，瑞利分布對應均勻雜波背景，其概率密度函數表達式f₁(x)為：