[發(fā)明專利]一種高頻地波雷達(dá)弱目標(biāo)積累檢測(cè)方法、計(jì)算設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110663010.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113406592B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周共健;歐陽(yáng)森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 北京格允知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 張莉瑜

1.一種高頻地波雷達(dá)弱目標(biāo)積累檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

步驟S1、獲取高頻地波雷達(dá)的回波信號(hào)，進(jìn)行脈沖壓縮，得到高頻地波雷達(dá)脈壓信號(hào)；

步驟S2、根據(jù)高頻地波雷達(dá)的參數(shù)，設(shè)置徑向距離、徑向速度和真實(shí)速度三維聯(lián)合搜索的搜索參數(shù)；

步驟S3、對(duì)所述高頻地波雷達(dá)脈壓信號(hào)進(jìn)行徑向距離、徑向速度和真實(shí)速度三維聯(lián)合搜索；

步驟S4、根據(jù)搜索參數(shù)進(jìn)行高頻地波雷達(dá)的目標(biāo)軌跡信號(hào)抽取；

步驟S5、沿高頻地波雷達(dá)慢時(shí)間維構(gòu)建相位補(bǔ)償函數(shù)；

步驟S6、沿著高頻地波雷達(dá)脈沖序列，補(bǔ)償抽取的目標(biāo)軌跡信號(hào)在脈沖間的相位波動(dòng)，將補(bǔ)償后目標(biāo)軌跡信號(hào)的回波包絡(luò)同相相加，完成相參積累；

步驟S7、設(shè)置檢測(cè)參數(shù)，基于相參積累的結(jié)果進(jìn)行三維恒虛警率檢測(cè)，判斷是否檢測(cè)到目標(biāo)，是則執(zhí)行下一步驟；

步驟S8、對(duì)檢測(cè)出的目標(biāo)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，根據(jù)目標(biāo)的徑向速度與真實(shí)速度劃分目標(biāo)屬性，并輸出目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果與目標(biāo)屬性；

所述步驟S7包括：

步驟S7-1、初始化檢測(cè)參數(shù)，設(shè)定虛警概率P_fa，分別在徑向距離域、徑向速度域和真實(shí)速度域三個(gè)檢測(cè)域中，根據(jù)完成相參積累的目標(biāo)峰值在檢測(cè)域所占單元數(shù)，設(shè)定參考單元與保護(hù)單元的數(shù)目；

步驟S7-2、分別在徑向距離域、徑向速度域和真實(shí)速度域三個(gè)檢測(cè)域中，根據(jù)參考單元數(shù)目及虛警概率P_fa計(jì)算對(duì)應(yīng)的CFAR門(mén)限因子，表達(dá)式為：

其中，T表示在一個(gè)檢測(cè)域中對(duì)應(yīng)的CFAR門(mén)限因子，N_c表示在檢測(cè)域中參考單元的數(shù)目；

步驟S7-3、分別在徑向距離域、徑向速度域和真實(shí)速度域三個(gè)檢測(cè)域中，根據(jù)檢測(cè)單元及多個(gè)參考單元，計(jì)算噪聲基底，噪聲基底等于一個(gè)檢測(cè)域中每個(gè)參考單元所對(duì)應(yīng)的相參積累回波幅度求和后除以參考單元的數(shù)目；

步驟S7-4、分別在徑向距離域、徑向速度域和真實(shí)速度域三個(gè)檢測(cè)域中，計(jì)算檢測(cè)單元對(duì)應(yīng)的檢測(cè)門(mén)限，表達(dá)式為：

S＝T*N

其中，S為一個(gè)檢測(cè)域中對(duì)應(yīng)的檢測(cè)門(mén)限，T為檢測(cè)域中對(duì)應(yīng)的CFAR門(mén)限因子，N為檢測(cè)域中對(duì)應(yīng)的噪聲基底；

步驟S7-5、判斷檢測(cè)單元在徑向速度域、徑向距離域和真實(shí)速度域三個(gè)檢測(cè)域中的相參積累回波幅度是否均過(guò)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)門(mén)限，若是，且該檢測(cè)單元是峰值單元，則判定為一個(gè)目標(biāo)，若否，則判定為非目標(biāo)；

步驟S7-6、判斷是否遍歷完所有檢測(cè)單元，是則執(zhí)行下一步驟，否則檢測(cè)單元步進(jìn)，并返回步驟S7-2。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻地波雷達(dá)弱目標(biāo)積累檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S8，對(duì)檢測(cè)出的目標(biāo)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)時(shí)，通過(guò)三點(diǎn)二次插值法得到各檢測(cè)域中峰值目標(biāo)參數(shù)估值大小；

當(dāng)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的峰值出現(xiàn)在第J個(gè)單元，利用峰值所在的第J個(gè)單元的相參積累幅度、峰值相鄰的第J-1個(gè)單元的相參積累幅度及峰值相鄰的第J+1個(gè)單元的相參積累幅度進(jìn)行三點(diǎn)二次插值，估算出最大值所在單元對(duì)應(yīng)的參數(shù)值，作為一個(gè)檢測(cè)域中峰值目標(biāo)參數(shù)估值大小，表達(dá)式為：

其中，x_J表示第J個(gè)單元的參數(shù)值，f(J)表示第J個(gè)單元的相參積累幅度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻地波雷達(dá)弱目標(biāo)積累檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S1中，得到高頻地波雷達(dá)脈壓信號(hào)的表達(dá)式為：

其中，t_m＝mT_r(m＝0,1,...,M-1)表示慢時(shí)間，M為高頻地波雷達(dá)脈沖積累數(shù)，T_r為高頻地波雷達(dá)脈沖周期，τ表示快時(shí)間，K為目標(biāo)數(shù)，A_i1為第i個(gè)目標(biāo)高頻地波雷達(dá)脈壓信號(hào)幅度，B表示高頻地波雷達(dá)發(fā)射信號(hào)帶寬，c為光速，λ＝c/f_c表示高頻地波雷達(dá)波長(zhǎng)，f_c為高頻地波雷達(dá)載波頻率，r_i(t_m)為第i個(gè)目標(biāo)的徑向距離方程。