[發明專利]一種多徑條件下雷達目標檢測方法

有效

• 申請號: 201810082853.2
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108445461B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 楊勇;肖順平;李超;王雪松;張文明;李永禎;施龍飛;馮德軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/88
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

一種多徑條件下雷達目標檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步，選取天線個數和架設高度；第二步，計算檢驗統計量；第三步，計算檢測門限；第四步，判斷目標是否存在；本發明利用了多個不同高度的天線來接收信號，通過多個天線接收信號功率的最大值來判斷目標是否存在。無需目標距離與高度先驗信息。將多個不同高度的接收天線接收信號功率的最大值作為檢驗統計量，能夠克服多徑散射對雷達接收目標信號的衰減效應，同時利用了多徑散射對雷達接收目標信號的增強作用，從而可以保證雷達對各種高度、各種距離的低空目標均具有較高的檢測概率。本發明實現步驟少、計算量小，對現有雷達系統軟、硬件改動較少，易于實現、工程適用性強。

技術領域

本發明涉及雷達檢測方法，尤其是雷達低空目標檢測方法，更具體地是涉及一種多徑條件下雷達目標檢測方法。

背景技術

雷達探測低空目標時除了面臨強雜波干擾外，還面臨著多徑散射干擾。對于高信雜比目標而言，影響雷達低空目標檢測性能的主要因素是多徑散射。多徑散射包括鏡反射和漫反射。當地/海面較平坦時，多徑散射以鏡反射為主，漫反射可忽略。經地/海面反射的多路目標回波與目標直達波幾乎同時到達雷達接收天線，兩者相互疊加產生干涉效應，導致雷達接收到的目標回波時而增強、時而衰減，這給雷達低空目標檢測造成了不利影響。

為了克服多徑散射對雷達低空目標檢測帶來的不利影響、提高多徑條件下雷達目標檢測性能，國內外雷達工作者的解決思路可分為兩大類：1、針對傳統固定載頻、單天線、單極化體制的雷達，改進雷達信號處理方法；2、改變雷達工作體制，采用頻率分集、空間分集、極化分集等體制，提出新的雷達目標檢測方法。在改進傳統體制雷達信號處理方法方面，有的雷達工作者利用雷達工作環境、目標位置先驗信息來預測多徑信號到達時間，然后再利用預測信息來設計雷達接收機，從而提高多徑條件下雷達目標檢測性能；但是，當目標位置未知時，該方法將失效。在新體制雷達低空目標檢測方法方面，有的雷達工作者基于頻率分集思想提出了頻率捷變雷達雙門限檢測、頻率分集雷達有序統計恒虛警率檢測器，以提高雷達低空目標檢測性能；有的雷達工作者基于空間分集思想提出用MIMO雷達來提高多徑條件下雷達目標檢測性能。此外，有的學者將極化分集與空間分集理論相結合，提出采用三極化MIMO系統來提高多徑條件下的雷達檢測性能。對于頻率分集、MIMO、極化MIMO雷達系統，其實現需對現有雷達系統做較大改動，成本較高。為此，申請人曾申請了《單發三收天線雷達抗多徑散射檢測方法》國家發明專利，該專利利用單天線發射三天線接收方式獲取多徑條件下的觀測信號，然后利用兩兩接收天線回波功率差值的絕對值的最大值作為檢驗統計量來實現目標檢測，以提高多徑條件下雷達目標檢測性能。該專利由于僅采用了三個天線接收信號，因此，雷達獲得的空間分集增益有限，特別是對某些距離段、某些高度的目標，單發三收天線雷達的檢測概率仍然較低。為了使雷達在多徑條件下對任何距離段、任何高度的低空目標均具有較好的檢測性能，需要增加接收天線數目，進一步提高雷達空間分集增益。另外，上述專利在計算檢驗統計量時需要計算兩兩接收天線回波功率的絕對值，并對這些值進行比較、取最大值，當天線數逐漸增多時，計算量會增大。其實，檢驗統計量可以進一步簡化。為此，本專利申請將提出一種增加天線數并簡化檢驗統計量的多徑條件下雷達目標檢測方法，這種檢測方法性能更好、工程適用性更強。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：利用空間分集理論，在垂直方向上假設多個天線，選取其中一個天線發射，利用多天線同時接收信號以獲取多徑條件下不同高度天線的觀測信號，然后選取多個接收天線接收信號功率的最大值作為檢驗統計量來判斷目標是否存在。本發明能夠是雷達對任意高度、任意距離段的低空目標均具有較高的檢測概率，本發明僅需要在垂直方向上增設多個接收天線和多路接收通道，無需對雷達發射機做任何改動，本發明易于實現，工程適用性強。特別地，本發明與申請人曾經申請的發明專利《單發三收天線雷達抗多徑散射檢測方法》在檢驗統計量選取和天線數選取上不同，本發明檢驗統計量實現更加簡單，天線數更多，此外，本發明在多徑條件下的目標檢測性能較上述專利性能更好。

本發明的技術方案是：一種多徑條件下雷達目標檢測方法，包括以下步驟：