一种雷达MTI滤波器及雷达目标检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种雷达MTI滤波器及雷达目标检测装置，该滤波器包括依次连接的三个以上的延时对消单元，每个延时对消单元包括相互连接的延时模块以及对消模块，各个延时模块依次连接，以接入雷达回波信号依次进行延时，各个对消模块依次连接，以接入雷达回波信号依次与延迟后信号执行对消，雷达回波信号依次经过各个延时对消单元的多次对消后，输出滤波后信号。本实用新型专利技术具有结构简单、成本低、能够提高慢速或盲速附近范围的滤波性能，且目标检测精度高等优点。

A Radar MTI Filter and Radar Target Detection Device

The utility model discloses a radar MTI filter and a radar target detection device. The filter comprises three or more delay cancellation units connected in turn. Each delay cancellation unit includes interconnected delay modules and cancellation modules. Each delay module is connected in turn to access radar echo signals for delay, and each cancellation module is connected in turn to access mine. The arrival echo signal is cancelled successively with the delayed signal, and the radar echo signal is cancelled several times by each delayed cancellation unit, then the filtered signal is output. The utility model has the advantages of simple structure, low cost, improved filtering performance in the range near slow or blind speed, and high target detection accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种雷达MTI滤波器及雷达目标检测装置
本技术涉及雷达信号处理
，尤其涉及一种雷达MTI(Movingtargetdetector，动目标显示)滤波器及雷达目标检测装置。
技术介绍
雷达是一种通过辐射电磁能量，并接收目标反射回波的全天候传感器，通过分析回波信号可以得到目标距离、方位等信息，针对静止目标，根据射的电磁波和接收到的回波之间的时间以及电磁波传输的速度，即可计算到目标的距离，动目标显示(MTI)则通过引用多普勒频率来测量目标运动的径向速度，从而区分运动目标和静止目标。多普勒现象描述了由于目标相对于雷达的运动而引起的入射波形中心频率的偏移,根据目标运动的方向，此频移可以是正的，也可以是负的，针对运动目标，由于目标信号回波存在多普勒频率，雷达不能准确的测量出目标的距离信息。假设雷达辐射的电磁能量被一个静止目标和一个运动目标所反射，在第一个脉冲时，反射波经过一段时间返回雷达，在第二个脉冲时，针对静止目标，反射波经过完全相同的时间返回雷达，运动目标在原来的时间基础上根据目标远离或者靠近雷达而有所增减。由于多普勒频率正比于目标速度(径向速度)，所以MTI系统对动目标的频率响应可以看作是目标速度的响应,这种响应是周期性的，零点刚好位于PRF(脉冲重复频率)的整数倍处，因此，在目标的多普勒频率为PRF的整数倍时，目标的衰减很大，甚至导致目标的漏检，此时的多普勒频率对应的速度就是目标的盲速。真实的回波信号中除了有目标的回波信息还有静杂波，这些静杂波可能是由强反射体或者风中的草、树等引起的，而静杂波的回波功率谱有时可能还要远远高于真实目标回波的功率谱，会对回波目标的检测造成了极大的干扰，如图1所示为典型回波信号，其中回波A为静杂波，回波B为慢速目标，回波C为正常运动目标，虚线是噪声电平。根据多普勒频率可以看出对于不同运动目标，不同的运动速度对应的多普勒频率是不一样的，而静杂波和运动目标在频谱上是有区别的，通过在频谱上比较运动目标和静杂波的特点，可以区分出不同速度的目标和静杂波，目前动目标显示(MTI)系统通常三采用延迟线对消器来提取回波信号中的真实目标信号，通过延迟线对消器的反馈和前馈来改变MTI系统对目标不同速度的响应，如图2所示，主要包括以下两类对消器：1)两脉冲对消器，也即为单延迟对消，如图2(a)所示，该类对消器是将相邻脉冲回波相减，目标回波为x(t)，将x(t)与目标回波延迟T(一个脉冲周期)时间后然后将两者加权对消，权系数分别为1，-1，频率响应即为δ(t)-δ(t-T),最后得到对消输出y(t)；2)三脉冲对消器，也即双延迟对消器，如图2(b)所示，该类对消器是将相邻三个回波脉冲输出加权，权系数为1，-2,1，响应为δ(t)-2δ(t-T)+δ(t-2T)，得到对消输出y(t)。如图3为上述两种传统对消器的频响图，其中横坐标表示频率相对于频率响应周期的变化，纵坐标表示幅度响应，虚线对应为单延迟对消器的频率响应，实线对应为双延迟对消器的频率响应。由于多普勒频率和目标速度成正比，抑制凹口(多普勒频率为零或PRF的整数倍周围的频率响应)越宽，这也就意味着当目标处于低速或者盲速的抑制范围更大，相应的在这个范围内目标的检测性能不佳。两脉冲对消器和三脉冲对消器虽然能对零多普勒静杂波进行一定的滤除，但是均在多普勒频率为零或PRF的整数倍周围的频率响应具有很宽的凹口，如两脉冲对消器仅能输出小的幅度变化，三脉冲对消器虽然输出幅度较两脉冲对消器有所增加，但是对于低速运动和处于盲速点周围运动的目标，三脉冲对消器所产生的变化幅度仍然难以被检测到，容易导致漏检。即MTI系统中使用传统对消器滤除静杂波，对于处于慢速或盲速附近范围运动的目标的滤波性能较差，影响雷达对慢速或盲速附近范围目标检测的精度。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本技术提供一种结构简单、成本低、能够提高慢速或盲速附近范围的滤波性能，且目标检测精度高的雷达MTI滤波器及雷达目标检测装置。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种雷达MTI滤波器，包括依次连接的三个以上的延时对消单元，每个所述延时对消单元包括相互连接的延迟模块以及对消模块，各个所述延迟模块依次连接，以接入雷达回波信号依次进行延时，各个所述对消模块依次连接，以接入雷达回波信号依次与延迟后信号执行对消，雷达回波信号依次经过各个所述延时对消单元的多次对消后，输出滤波后信号。作为本技术滤波器的进一步改进：输入侧的所述延时对消单元中，所述对消模块的两个输入端分别连接雷达回波信号以及所述延迟模块的输出端，其余的所述延时对消单元中，所述对消模块的两个输入端分别连接所述延迟模块的输出端以及上一个所述对消模块的输出端，所述对消模块的输出端输出对消后信号。作为本技术滤波器的进一步改进：所述对消模块包括加权器，用于将接入的两个信号进行加权以执行对消。作为本技术滤波器的进一步改进：所述滤波器的输入侧还设置有第一乘法器单元，用于将雷达回波信号与预设第一权重系数相乘后输出给所述滤波器，所述滤波器中每个所述延迟模块通过一个第二乘法器单元与所述对消模块连接，用于将延迟后信号与预设第二权重系数相乘后提供给所述对消模块执行对消。作为本技术滤波器的进一步改进：所述第一乘法器单元与各所述第二乘法器单元的权重系数之和为0。作为本技术滤波器的进一步改进：所述延时对消单元具体为四个，以由四个所述延时对消单元构成五脉冲对消结构。作为本技术滤波器的进一步改进：所述滤波器的输入侧设置的第一乘法器单元权重系数配置为4，每个所述延迟模块与所述对消模块之间设置的第二乘法器单元的权重系数配置为-1。作为本技术滤波器的进一步改进：所述雷达为FMCW(FrequencyModulatedContinuousWave，调频连续毫米波)雷达。本技术进一步提供一种雷达目标检测装置，包括相互连接的回波信号提取单元以及目标检测单元，所述回波信号提取单元提取雷达回波信号，由所述目标检测单元检测中接收雷达回波信号进行目标检测，所述回波信号提取单元的输出端设置有如上述MTI滤波器。与现有技术相比，本技术的优点在于：1)本技术雷达MTI滤波器，基于MTI系统延迟线对消技术，通过设置多个延时对消单元，来对雷达回波信号进行多次延时对消，相比于传统的单线延时或双线延时对消，能够将更多相邻的回波脉冲合在一起进行对消，可以将小的回波变化进行放大，减小频率响应阻带凹口，提高通带的平坦性，不仅能滤除静杂波，还能减小对低速运动和处于盲速点周围运动目标的抑制效果，从而提高低速运动和处于盲速点周围运动的目标检测性能。2)本技术雷达MTI滤波器，进一步由四个延时对消单元构成五脉冲对消结构，可以减小硬件资源以及雷达检测的虚警概率，同时能够保证静杂波滤除效果以及对低速运动和处于盲速点周围运动目标的检测效果，实现最佳性能的MTI滤波。附图说明图1是典型的雷达回波信号的波形示意图。图2是传统对消器的结构示意图。图3是传统对消器的频率响应曲线示意图。图4是本实施例雷达MTI滤波器的结构原理示意图。图5是本技术具体实施例中雷达MTI滤波器(五脉冲)的结构示意图。图6是本专利技术具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达MTI滤波器，其特征在于：包括依次连接的三个以上的延时对消单元(1)，每个所述延时对消单元(1)包括相互连接的延迟模块(11)以及对消模块(12)，各个所述延迟模块(11)依次连接，以接入雷达回波信号依次进行延时，各个所述对消模块(12)依次连接，以接入雷达回波信号依次与延迟后信号执行对消，雷达回波信号依次经过各个所述延时对消单元(1)的多次对消后，输出滤波后信号。

【技术特征摘要】
1.一种雷达MTI滤波器，其特征在于：包括依次连接的三个以上的延时对消单元(1)，每个所述延时对消单元(1)包括相互连接的延迟模块(11)以及对消模块(12)，各个所述延迟模块(11)依次连接，以接入雷达回波信号依次进行延时，各个所述对消模块(12)依次连接，以接入雷达回波信号依次与延迟后信号执行对消，雷达回波信号依次经过各个所述延时对消单元(1)的多次对消后，输出滤波后信号。2.根据权利要求1所述的雷达MTI滤波器，其特征在于，输入侧的所述延时对消单元(1)中，所述对消模块(12)的两个输入端分别连接雷达回波信号以及所述延迟模块(11)的输出端，其余的所述延时对消单元(1)中，所述对消模块(12)的两个输入端分别连接所述延迟模块(11)的输出端以及上一个所述对消模块(12)的输出端，所述对消模块(12)的输出端输出对消后信号。3.根据权利要求1所述的雷达MTI滤波器，其特征在于，所述对消模块(12)包括加权器，用于将接入的两个信号进行加权以执行对消。4.根据权利要求3所述的雷达MTI滤波器，其特征在于：所述滤波器的输入侧还设置有第一乘法器单元，用于将雷达回波信号与预设第一权重系数相乘...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，王帅，张臣勇，王雨，张伟臻，车驰，
申请(专利权)人：成都纳雷科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51