[發明專利]基于壓縮感知的微弱目標檢測方法

有效

• 申請號: 201910173075.2
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109932697B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 趙永波;呂騰蛟;龐曉嬌;劉宏偉;蘇洪濤;水鵬朗
• 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;黎漢華

本發明提出了一種基于壓縮感知的微弱目標檢測方法，主要解決現有不加窗匹配濾波器方法在CFAR檢測過程中造成的微弱目標被鄰近強目標所遮掩的問題。其實現步驟是：1)采用不加窗匹配濾波器方法對回波數據進行脈沖壓縮；2)采用CFAR檢測技術對脈沖壓縮結果進行目標檢測得到強目標；3)對第j個強目標建立觀測矢量；4)對第j個強目標建立感知矩陣；5)利用第j個強目標的感知矩陣和觀測矢量對第j個強目標周圍潛在的微弱目標進行檢測；6)重復3)?5)，得到所有強目標周圍潛在的微弱目標位置。本發明能精確的檢測被強目標所遮掩的微弱目標，可用于雷達目標跟蹤。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，更進一步涉及一種微弱目標檢測方法，可用于在雷達回波數據中被強目標所遮掩的微弱目標檢測。

背景技術

隨著隱身技術的不斷發展，以及大量小型無人機的出現，對于這類目標，由于其雷達反射截面積RCS大幅度衰減，大大削弱了雷達回波信號的能量，使得目標的信噪比較低。在恒虛警CFAR檢測前通常采用加窗的匹配濾波器對回波信號進行脈壓，能夠有效降低脈壓輸出的距離副瓣，進而減少強目標距離副瓣對微弱目標的影響，但是加窗匹配濾波器卻存在目標信噪比損失的問題。為了保證目標信噪比不受損失，可以通過不加窗的匹配濾波器對回波信號進行脈沖壓縮，但是通過不加窗的匹配濾波器對回波信號進行脈沖壓縮，并采用CFAR檢測技術對其進行檢測時，由于不加窗匹配濾波的脈壓輸出距離副瓣高，若在微弱目標附近存在一個強目標，脈沖壓縮后強目標的副瓣很容易進入到微弱目標的參考單元中，造成計算出的噪聲參考電平明顯提高，無法檢測出微弱目標。

文獻“Clean方法逐次CFAR檢測”中介紹了一種基于Clean思想的目標逐次檢測新方法。該方法的主要實現過程為：利用傳統CFAR檢測技術首先對強目標進行檢測，并利用檢測到的強目標信息，對強目標的原始回波信號進行反演，接著將反演后原始回波信號從接收回波中進行刪除，并對剩余回波進行脈沖壓縮并再次利用CFAR檢測方法對脈壓結果進行目標檢測，直至所有目標被檢測出來。該算法存在的不足之處是：在對已檢測出的強目標進行反演時，反演后的原始信號可能與真實信號差別很大，使得強目標的剩余雜波分量比較強，導致微弱目標仍無法被檢測到。

發明內容

本發明的目的在于提出一種基于壓縮感知的微弱目標檢測方法，以解決現有不加窗匹配濾波器方法在CFAR檢測過程中造成的相鄰目標中強目標對微弱目標的遮掩問題，提高對微弱目標檢測性能。

實現本發明目的技術方案是，利用不加窗匹配濾波器對回波信號進行脈沖壓縮并利用CFAR檢測技術檢測出強目標，對于已檢測出的強目標，通過設計相應的感知矩陣，并利用CS算法對目標周圍潛在的微弱目標進行檢測，其實現步驟包括如下：

(1)對雷達回波信號r(n)，通過不加窗匹配濾波器方法進行脈沖壓縮，得到脈沖壓縮結果y(n)，1≤n≤N，N為距離單元數；

(2)利用CFAR檢測方法對y(n)中的所有距離單元進行強目標檢測，得到強目標d＝[d₁,d₂,…,d_j,…,d_K]，其中d_j表示第j個強目標在距離單元的位置，1≤j≤K，K為檢測到的強目標個數；

(3)對第j個強目標建立觀測矢量z_j：

z_j＝[r(d_j-D/2),…,r(d_j),…,r(d_j+D/2+M-1)]^T,

D＝2×(P+Q)，

其中，P表示CFAR檢測過程中所選的保護單元數，Q表示CFAR檢測過程中所選參考單元數，M表示發射信號采樣點數，[·]^T表示轉置；

(4)對第j個強目標建立感知矩陣W_j：