[發明專利]基于自適應MTI濾波器的雙通道非相干檢測方法

有效

• 申請號: 202110946365.3
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113702937B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 水鵬朗;孫卓;許述文
• 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;G01S13/10
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

本發明公開了一種基于自適應MTI濾波器的雙通道非相干檢測方法。其實現方案是：利用雷達接收回波數據矩陣；參考累積脈沖數對回波數據矩陣沿脈沖維進行重新組合并沿距離維進行分塊處理；在處理過的回波數據中確定待檢測距離單元并估計其協方差矩陣；利用協方差矩陣估計值設計自適應MTI濾波器；利用得到的濾波器設計兩個檢測通道并分別計算得到每個通道待檢測距離單元的檢驗統計量；比較兩個通道的檢驗統計量并得出最大檢驗統計量；根據以上檢測步驟，通過蒙特卡羅方法計算出判決門限；將大于門限的最大檢測統計量所在的距離單元判定為有目標，反之為無目標。本發明能有效抑制海雜波，提高檢測效果，可用于對海雷達在海雜波背景下的目標檢測。

技術領域

本發明屬于目標檢測技術領域，具體涉及一種雙通道非相干檢測方法，可用于對海雷達在海雜波背景下的目標檢測。

背景技術

海雜波背景下的目標有效探測是岸基和艦載對海監測雷達的重要任務之一。檢測的主要困難在于海雜波本身的復雜特性以及目標回波低信雜比特點。海雜波與海情、氣候環境、風速、風向等自然因素以及雷達頻率、極化方式、分辨率、擦地角等諸多因素有關，表現出了時間上非平穩、空間上非均勻和統計特性上非高斯等復雜特性。這些復雜特性要求檢測方法必須采用自適應處理實時估計海雜波的統計特性并盡可能排除雜波對目標檢測的影響。同時，對于微弱運動目標，簡單的自適應檢測往往難以有效探測目標，對目標進行非相干累積可以提高目標回波的信雜比，從而可以快速檢測到目標。

在傳統的非相干檢測方法中，對數據的處理僅僅是進行了非相干累積，提高了目標的信雜比，但是對于雜波并沒有抑制作用。文獻“時艷玲,水鵬朗.ANMF和CM-CFAR在K分布海雜波下的性能分析[J].西北大學學報(自然科學版),2012,42(3):359-364,380.”給出了K分布下非相干檢測和相干檢測的性能分析，可以看出非相干累積和相干累積可以有效地提高目標的信雜比，從而提升檢測器的檢測性能。但該方法由于沒有對雜波進行抑制，雜波的影響依然存在，使得檢測效果并不理想。

李東宸，水鵬朗，許述文，在西安電子科技大學學報:自然科學版,2016,43(6):21-26.doi:10.3969/j.issn.1001-2400.2016.06.004提出塊白化雜波抑制的海面漂浮小目標檢測方法，是在檢測前對海雜波進行塊白化處理，以有效地抑制靜止雜波比如地雜波的影響。但是由于常見的海雜波大部分都是運動雜波，這種塊白化處理方法并不能很好地抑制運動雜波，使得此方法在處理包含運動雜波的回波數據時效果不佳。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種基于自適應MTI濾波器的雙通道非相干檢測方法，以有效抑制運動雜波，提高檢測效果。

為實現上述目的，本發明的技術方案包括：

(1)利用雷達發射連續的脈沖信號，脈沖信號照射到物體表面產生回波，利用雷達接收大小為K×Q的回波數據矩陣X，其中K表示雷達接收回波數據的距離單元數即距離維，Q表示雷達接收信號的脈沖數即脈沖維；

(2)將回波數據矩陣X沿脈沖維進行重新劃分，即將回波數據矩陣X按照累積脈沖數N從左到右每N列組成一個回波數據塊，共劃分為B個回波數據塊，得到回波數據重新組合成大小為N×K×B的三維矩陣D；

(3)將重新組合的回波數據D沿距離維進行分塊處理，每R個距離單元組成一個距離塊，其中R為正整數且R∈[2,K]，若最后剩余的距離單元不足R個，則將最后剩余的距離單元組成一個距離塊。

(4)確定重新組合的回波數據D中第w個累積脈沖的第b個距離單元為待檢測距離單元z_b,w，此距離單元屬于該回波數據D的第q個距離塊D_q，選取距離塊D_q的第w個累積脈沖的所有距離單元作為參考單元，將距離塊D_q的距離單元數目表示為P，計算第q個距離塊D_q的第w個累積脈沖的協方差矩陣估計值其中w＝1,2,…,Β且b＝1,2,…,K；P為大于等于1的自然數；