一种基于动态剔除的搜索跟踪雷达方向图估计方法技术

该发明专利技术公开了一种基于动态剔除的搜索跟踪雷达方向图估计方法，属于信号处理技术，具体涉及跟踪雷达方向图计算方法。该方法包括：信号接收、信号处理、信号输出三个部分；其中信号接收为从收到的信号中每隔相同的时间提取一次信号的幅度信息，每次提取的幅度信息为一个待测幅度点，得到一系列待测幅度点；信号处理为针对每一个待测幅度点，计算该待测幅度点周围多个幅度点的平均幅度值，通过获得的平均值来判断该幅度点是否为异常点，若是异常点则将其剔除，再估计方向图。从而本发明专利技术得到比较理想的雷达方向图，并得到较为精确的主瓣与旁瓣的比值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号处理技术，具体涉及跟踪雷达方向图计算方法。
技术介绍
相控阵雷达在搜索过程中发现目标后，一方面需要对该目标进行跟踪，同时要继续对整个监视空域进行搜索，在跟踪加搜索工作状态下，雷达信号能量要分别给搜索与跟踪，即要将雷达观察时间在搜索方式和跟踪方式之间进行分配。当跟踪目标数目增多时，同时又要按高跟踪采样率进行跟踪时，有可能不得不将大部分部时间资源与信号能量都用于跟踪，这样就会挤占搜索所需要的时间和信号能量。雷达模拟器可以为雷达提供真实的仿真信号源，且成本低，作为各种复杂设备维修和操作训练的方法是当今装备发展的必然趋势。雷达模拟器模拟目标时，需要知道模拟器是否处于雷达天线主瓣，仅在雷达天线主瓣对准目标时，模拟分机才产生目标回波。初始化时要求雷达反复多次全扇区扫描搜索，在搜索过程中发现目标后要对该目标进行跟踪，模拟器侦收时，需要根据雷达发射信号强度起伏对雷达方向图进行估计，从而获取发射信号方向图主副瓣特性。跟踪加搜索工作状态下雷达强度起伏图如图1所示，出现多处异常值点。现有对搜索跟踪雷达方向图估计方法主要基于某个固定门限以去除异常点，对雷达方向图的估计不准确。
技术实现思路
本专利技术针对搜索跟踪雷达方向图的估计，提供了。其目是在雷达的跟踪加搜索模式下，动态估计出雷达天线方向图，从而获取主副瓣特性。为达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案:，该方法包括:信号接收、信号处理、信号输出三个部分；其中信号接收为从收到的信号中每隔相同的时间提取一次信号的幅度信息，每次提取的幅度信息为一个待测幅度点，得到一系列待测幅度点；信号处理为针对每一个待测幅度点，计算该待测幅度点的前Ml个和后M2个幅度点的共同平均幅度值Y，将该待测幅度点的幅度X与计算得到的平均幅度值的k倍进行比较，当X>Y，k值取Ι+a，其中a为偏差因子且0〈a〈l ;当X < Y时，k值取Ι-a，若X多kY则该待测幅度点为可疑点，通过该方法分辨出所有待测幅度点中的可疑点；若可疑点占所有幅度点的比例超过千分之一，再将可疑点与计算出的平均幅度值Y的η倍进行比较，当Χ>Υ，η值k+b，其中b为偏差因子且0〈b〈l ;当X < Y时，η值取k_b，从可疑点中再次进行筛选出X多nY的点，b以0.005为基数整数倍递增，经过多次比较直到可疑点占所有幅度点的比例低于所有幅度点的千分之一，则确定最终筛选的可疑点为异常点，将其剔除；信号输出部分为将剔除了异常点的提取信号进行方向图估计。所述从收到的信号中每隔相同的时间提取一次信号的幅度信息，提取的幅度信息为该段时间内幅度的平均值。所述信号处理部分中计算该待测幅度点的前Ml个和后M2个幅度点的共同平均幅度值Y，其中一般情况下Ml = M2 = m，若待测幅度点之前的幅度点数量为Xl小于m时，则Ml = xl，M2 = m ;若待测幅度点之后的幅度点数量为x2小于m时，则Ml = m，M2 = x2仰取值范围为，考虑到原始方向图的起伏情况，每取一个m值，计算所有幅度点前Ml个和M2个幅度点的方差，再将所有方差求和，获得方差和最小时对应的m值为m的最终值；所述的信号处理部分中考虑到出现连续异常点，从而影响取平均不准确的情况，所以在平均处理中排除了当前检测幅度点的临近幅度点，以确保找出方向图中异常值点。本专利技术的有益效果是:本专利技术能够在雷达跟踪加搜索工作状态下动态估计雷达方向图。本专利技术能够在雷达跟踪加搜索工作状态下动态估计雷达方向图关键在于如图3所示的估计搜索跟踪雷达方向图的装置能找到如图1所示的方向图中的异常点，并将异常点剔除，从而得到比较理想的雷达方向图，并得到较为精确的主瓣与旁瓣的比值。【附图说明】图1为跟踪加搜索工作状态下雷达强度起伏图；图2为某跟踪时间段的局部放大图；图3为估计搜索跟踪雷达方向图的装置；图4为估计搜索跟踪雷达方向图的流程图；图5为估计出的搜索跟踪雷达天线方向图。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步的详细说明。采用雷达信号模拟器作为平台，模拟目标时，需要将雷达主瓣对准模拟器才能产生回波，初始时，雷达需要进行全扇区扫描且采用跟踪加搜索模式，阵列间距为d = λ/2,阵元数为16，波束指向0°的均匀线阵，其跟踪加搜索工作状态下雷达强度起伏图如图1所示。其中图2某跟踪时间段的局部放大图。步骤1.模拟器侦收时，跟踪加搜索工作状态下雷达强度起伏图如图1所示，图2为其局部放大图，可以看出相控阵雷达在各个角度扫描情况以一定时间段为单位进行，这里以每个时间段为单位提取本时间段中的一个幅度点，提取出的幅度点为本时间段所有幅度点的幅度平均值；将提取出的所有点构成一系列输入的待测幅度点，这些待测幅度点经一个抽头延迟线得到；步骤2.如图3所示，被测幅度点为当前检测幅度点X，考虑到出现连续异常点，从而影响取平均不准确的情况，所以在平均处理中排除了当前检测幅度点的临近幅度点，分别选取当前检测幅度点X除临近幅度点之外的左边Ml个幅度点，右边M2个幅度点；步骤3.正常情况下，取Ml =Μ2 = 13 (取值是经过实验数据得到)；当已测幅度点xl小于13个时，取Ml =xl，M2= 13 ;当未测幅度点χ2小于m个时，取Ml = 13，M2 =x20步骤4.求取(M1+M2)个幅度点的平均值，将得到的平均值Y乘以一个常数k，比较当前检测幅度点X与kY的值，当X>Y，k值取l+a(a为偏差因子且0〈a〈l);当X彡Y时，k值取Ι-a，若X ^ kY则说明此时的当前检测幅度点为可疑点，可疑点为可能异常的幅度点；步骤5.待所有待检测幅度点检测完毕，即所有待测幅度点都经过了如图3所示的第一阶段，若可疑点占所有幅度点的比例超过千分之一，再将可疑点与计算出的平均幅度值Y的η倍进行比较，当Χ>Υ，η值k+b (b为偏差因子且0〈b〈l);当X < Y时，η值取k_b，从可疑点中再次进行筛选出X多nY的点，b以0.005为基数整数倍递增，经过多次比较直到可疑点占所有幅度点的比例低于所有幅度点的千分之一，则确定最终筛选的可疑点为异常点。步骤6.将经过比较器2之后将确定的异常点从原始幅度点中剔除，并将其余幅度点输出并估计出方向图，观察方向图看是否需要重新估计，若需要则重复上述步骤。仿真采用辛格函数作为雷达方向图模型，从估计出的搜索跟踪雷达天线方向图(图5)中可以清晰地看出，其第一副瓣电平较主瓣电平低约13.4dB。【主权项】1.，该方法包括:信号接收、信号处理、信号输出三个部分；其中信号接收为从收到的信号中每隔相同的时间提取一次信号的幅度信息，每次提取的幅度信息为一个待测幅度点，得到一系列待测幅度点；信号处理为针对每一个待测幅度点，计算该待测幅度点的前Ml个和后M2个幅度点的共同平均幅度值Y，将该待测幅度点的幅度X与计算得到的平均幅度值的k倍进行比较，当X>Y，k值取1+a，其中a为偏差因子且0〈a〈l ;当X彡Y时，k值取l_a，若X彡kY则该待测幅度点为可疑点，通过该方法分辨出所有待测幅度点中的可疑点；若可疑点占所有幅度点的比例超过千分之一，再将可疑点与计算出的平均幅度值Y的η倍进行比较，当Χ>Υ，η值k+b，其中b为偏差因子且0〈b〈l ;当X彡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于动态剔除的搜索跟踪雷达方向图估计方法，该方法包括：信号接收、信号处理、信号输出三个部分；其中信号接收为从收到的信号中每隔相同的时间提取一次信号的幅度信息，每次提取的幅度信息为一个待测幅度点，得到一系列待测幅度点；信号处理为针对每一个待测幅度点，计算该待测幅度点的前M1个和后M2个幅度点的共同平均幅度值Y，将该待测幅度点的幅度X与计算得到的平均幅度值的k倍进行比较，当X>Y，k值取1+a，其中a为偏差因子且0<a<1；当X≤Y时，k值取1‑a，若X≥kY则该待测幅度点为可疑点，通过该方法分辨出所有待测幅度点中的可疑点；若可疑点占所有幅度点的比例超过千分之一，再将可疑点与计算出的平均幅度值Y的n倍进行比较，当X>Y，n值k+b，其中b为偏差因子且0<b<1；当X≤Y时，n值取k‑b，从可疑点中再次进行筛选出X≥nY的点，b以0.005为基数整数倍递增，经过多次比较直到可疑点占所有幅度点的比例低于所有幅度点的千分之一，则确定最终筛选的可疑点为异常点，将其剔除；信号输出部分为将剔除了异常点的提取信号进行方向图估计。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周云，卢霞霞，李海翔，刘霖，于雪莲，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51