[發(fā)明專利]一種基于分段門限的低空慢速小目標(biāo)檢測方法

有效

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• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110531332B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張鑫;李筱琳;劉松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司雷華電子技術(shù)研究所
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11718
• 代理人: 彭一波

公開一種基于分段門限的低空慢速小目標(biāo)檢測方法，包括：步驟1：將鋸齒波差頻信號進行快時域的快速傅里葉變換；步驟2：將步驟1的結(jié)果進行固定雜波對消MTI處理；步驟3：進行慢時域快速傅里葉變換，形成距離?速度二維信號頻譜，對信號頻譜求模處理，得到被檢測單元模值M(k,l)；步驟4：計算被檢測單元模值的二維滑窗背景值Y(k,l)；步驟5：根據(jù)最大探測距離，將距離向分成n段，判斷待檢測距離門號屬于哪個距離段，選用該距離段的固定門限K_b；步驟6：判斷如果M(k,l)＞K_a×Y(k,l)并且M(k,l)＞K_b則判定被檢測單元的信號幅度過門限，存在目標(biāo)，否則不存在目標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)探測領(lǐng)域，涉及一種基于分段門限的低空慢速小目標(biāo)檢測方法。

背景技術(shù)

連續(xù)波雷達(dá)是連續(xù)發(fā)射電磁波的雷達(dá)，發(fā)射信號是非調(diào)制的,多頻率的,或頻率經(jīng)過調(diào)制的。非調(diào)制(單一頻率)連續(xù)波雷達(dá)通過測量運動物體的多普勒頻移來計算物體的運動速度，能對相當(dāng)距離范圍內(nèi)的具有任何速度的目標(biāo)進行測速。非調(diào)制連續(xù)波雷達(dá)對目標(biāo)只能測速不能測距。不過可通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)制載波來同時得到目標(biāo)的距離和速度信息，即適當(dāng)調(diào)制信號的頻率和相位并經(jīng)過對回波的數(shù)字信號處理來獲得距離和速度信息。調(diào)制連續(xù)波雷達(dá)都能測距，多頻連續(xù)波雷達(dá)還可以區(qū)分出活動目標(biāo)和靜止目標(biāo)。調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)能測量活動目標(biāo)的距離和速度信息。連續(xù)波雷達(dá)主要用于測高、近炸引信、多普勒導(dǎo)航、目標(biāo)搜索跟蹤和識別、交通管制、戰(zhàn)場監(jiān)視、導(dǎo)彈制導(dǎo)等方面。連續(xù)波體制雷達(dá)發(fā)射功率在一段時間內(nèi)分配比較平均，功率不隨時間明顯變化。連續(xù)波雷達(dá)的發(fā)射頻譜窄，電路簡單；峰值功率小，更容易和簡單的固態(tài)發(fā)射機兼容。由于連續(xù)波雷達(dá)不停的發(fā)射和接收電磁波，除了幾乎無距離盲區(qū)的優(yōu)點，同時也帶來了發(fā)射電磁波直接泄漏到接收端造成的干擾和發(fā)射機本振信號直接泄漏到接收機的低噪聲放大器或放大鏈路上的這些缺陷，會造成有源器件提前飽和，混頻損耗增大，放大器增益降低。

傳統(tǒng)調(diào)頻連續(xù)波采用多周期鋸齒波進行目標(biāo)檢測的算法流程，通過對回波差頻信號做快時域的FFT、固定雜波對消MTI和慢時域的FFT形成的差頻-多普勒維矩陣進行二維CFAR處理，求解目標(biāo)的距離和速度；一般二維CFAR處理使用單元平均恒虛警檢測方法(CA-CFAR)，滑窗濾波器由檢測單元、保護單元和參考單元組成，檢測單元和保護單元的權(quán)值系數(shù)設(shè)置為0，參考單元的權(quán)值系數(shù)設(shè)置為1，將二維矩陣按照固定的滑窗長度在兩個維度上進行滑窗求背景值，作為檢測單元鄰近噪聲功率的估計值；檢測單元與一個固定噪聲系數(shù)值以及噪聲功率乘上一個由虛警概率和噪聲統(tǒng)計特性確定的門限系數(shù)后通過比較器比較，判定當(dāng)前檢測單元是否為目標(biāo)。此方法實現(xiàn)簡單，運算量小，適用于均勻噪聲背景下的目標(biāo)檢測；若差頻信號在快時域(距離向)各段底噪由于旁瓣原因呈現(xiàn)非均勻狀態(tài)，速度維由于固定雜波展寬及低速干擾群目標(biāo)的影響，在低頻段噪聲抬高，從而導(dǎo)致錯檢或者漏檢慢速小目標(biāo)。實際應(yīng)用中，慢速目標(biāo)常常出現(xiàn)，作為入侵躲避雷達(dá)系統(tǒng)探測的方式，所以普通的單元平均恒虛警檢測方法，無法滿足系統(tǒng)對慢速小目標(biāo)的探測需要。

發(fā)明內(nèi)容

為了提升低空慢速小目標(biāo)雷達(dá)目標(biāo)檢測效果，本發(fā)明提出一種基于分段門限的低空慢速小目標(biāo)檢測方法。該方法在二維CFAR的頻率向滑窗處理時，根據(jù)不同的速度范圍采用不同的滑窗長度，有效地避免了固定雜波展寬對低速合作目標(biāo)檢測的干擾；在對檢測單元的判定過程中，根據(jù)檢測單元所在距離門號，選擇對應(yīng)的固定門限，有效解決了近距固定門限設(shè)置過低，導(dǎo)致虛警率上升，遠(yuǎn)距離固定門限設(shè)置過高，損失信噪比，導(dǎo)致最大探測距離不夠的問題，提高了對慢速小目標(biāo)的檢測成功率；另外此方法使用優(yōu)化設(shè)計的DSP矢量運算函數(shù)，提高了運算效率，滿足雷達(dá)實時處理的要求。

具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于分段門限的低空慢速小目標(biāo)檢測方法，包括如下步驟：

步驟1：將差頻信號進行快時域的快速傅里葉變換；

步驟2：將步驟1的結(jié)果進行固定雜波對消MTI處理；