[發明專利]一種基于雜波頻譜補償技術的三坐標雷達動目標處理方法

有效

• 申請號: 202010536220.1
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111796288B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 周駿;張恒;丁友峰;沈洋
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二四研究所
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95;G01S13/68;G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于雷達信號處理領域，涉及一種基于雜波頻譜補償技術的三坐標雷達動目標處理方法，提升強地物雜波環境下仰角測角精度。本發明對每個仰角層的每個距離庫脈組數據加窗DFT計算出初始頻譜；獲取初始頻譜最大譜線幅度、速度信息，根據該信息，重構虛擬雜波頻譜，在初始頻譜上減去虛擬雜波頻譜得到補償后頻譜，即新譜；迭代計算新譜最大譜線幅度、速度，根據該信息重構虛擬雜波頻譜，并在新譜中減去虛擬雜波頻譜，直至新譜最大譜線幅度小于K倍噪聲電平，記錄各次迭代估算結果；對DFT各通道采用恒虛警處理，根據恒虛警檢測結果和預設速度門限選擇最終輸出。本發明通過多次對雜波能量補償恢復目標能量在不同仰角層的相對關系，提高仰角測角精度。

技術領域

本發明涉及雷達信號處理技術領域。

背景技術

雷達作為探測儀器往往與武器系統配合使用，三坐標雷達與傳統的兩坐標雷達相比，提供了目標的高度信息，能給武器系統提供三維目指信息。因此仰角測量精度指標對于雷達而言是很重要的參數。現代三坐標雷達往往采用相掃體制實現，仰角測量是基于和差波束或者DBF多波束之間相對幅度信息。然而，雷達所處的環境復雜，回波中往往會有強雜波能量(如地雜波、氣象雜波等)。由于雜波能量在不同仰角層分布不一致導致波束間相對幅度信息發生改變，影響雷達探測目標的仰角精度。為了抑制雜波能量，現代雷達往往采用相參體制，使用多普勒動目標算法抑制雜波頻譜。由于濾波器過渡帶的存在，無論是傳統的單凹口濾波器算法，或者是使用多凹口濾波器的自適應MTI、MTD算法或是雜波圖技術，在目標幅度低于雜波幅度的同時目標和雜波在頻率域十分接近時，都無法有效提取目標能量。

目前氣象雷達中為了解決地雜波淹沒零速氣象回波的情況，采用GMAP算法或者SSEF濾波器算法來實現抑制地物雜波的同時恢復氣象雜波的影響，這兩類算法均可以通過迭代來恢復氣象信息，但這兩類算法均利用氣象雜波譜寬較寬的特點，利用氣象剩余譜能量通過高斯擬合恢復零速氣象回波。但目標沒有這種譜寬特性，無法利用目標的剩余譜能量恢復被雜波頻譜淹沒的目標頻譜能量。因此使用現有技術，雜波能量會淹沒目標能量導致仰角測量不準。這種現象在探測低空弱小目標上出現的很頻繁。

發明內容

本發明目的在于設計一種基于雜波頻譜補償技術的三坐標雷達動目標處理方法，優化在強雜波環境下，由于雜波能量在不同仰角層分布不一致導致目標仰角測量跳變，引起的仰角測量精度差問題，本發明通過多次迭代頻譜補償技術，可以解決當目標幅度低于雜波幅度的同時目標和雜波在頻率域十分接近時，目標能量的提取問題，從而恢復多波束之間幅度的相對關系。

實現本發明目的的技術解決方案為：

1)設x＝[x₁ x₂ ... x_n]為雷達某一仰角層同一距離單元的相關脈沖時間序列向量，對x加窗，并對加窗后數據做N點的DFT得到N點DFT結果X'(K)，k∈[1 2 ... n]；對X'(K)取絕對值得到X(K)；尋找X(K)的最大值X(l)和以X(l)為中心譜寬為σ_w范圍內的能量譜線，記為[X(l-σ_w/2)...X(l)...X(l+σ_w/2)]，σ_w可以采用分雜波類型設定；

2)對[X(l-σ_w/2)...X(l)...X(l+σ_w/2)]采用加權算法計算最大值X(l)對于頻率值Fk₀，根據Fk₀和X(l)，計算理想條件下一個Fk₀頻率、強度為X(l)的復數信號加窗后N的DFT頻譜將X(K)與相減獲取多普勒頻譜補償后的頻譜X_c(K)

3)將X_c(K)按照多普勒速度和不同的多普勒方向分成高中低5個區域，計算5個區域譜線的平均值，并取最小平均值作為噪聲電平；