【技术实现步骤摘要】
一种利用双极化特征的雷达固定翼无人机与杂波识别方法
本专利技术涉及雷达识别方法,尤其是雷达无人机与杂波识别方法,更具体地是涉及一种利用双极化特征的雷达固定翼无人机与杂波识别方法。
技术介绍
无人机的广泛使用给人们生活带来了诸多便利,与此同时,无人机也给国家和个人安全、利益带来了严重威胁。例如:无人机被用于军事目标打击、军事侦察、恐怖袭击、犯罪等等。为了防止无人机滥用给国家和个人安全、利益造成损害,对无人机进行有效检测与识别刻不容缓。检测和识别无人机的手段包括声学、光学和雷达。其中,雷达具有全天时、全天候的特点,而备受关注。对于雷达而言,无人机属于典型的“低小慢”目标,其飞行高度低、雷达截面积小、飞行速度慢。雷达在探测无人机时在时域、频域均面临着杂波干扰。当无人机径向速度较快时,通过频域或时频二维检测方法可有效检测到无人机。但同时,有些强杂波也被检测出,对于检测出的多个目标,雷达难以鉴别出无人机与杂波。对此,如何充分挖掘无人机与杂波的特征差异,然后利用二者的特征差异实现无人机与杂波的识别,是雷达无人机检测识别的关键技术,具有重要的意义。无人机可分为两类,一类是旋翼无人机,一类是固定翼无人机。这两类无人机与其它人造目标类似,属于复杂结构目标,其雷达回波具有时域、频域、空域、极化域等多域特性,分析这些特性是寻找无人机回波与杂波特性差异的基础,有助于雷达无人机检测与识别。目前,研究旋翼无人机雷达回波特性的研究报道较多。这些工作主要针对无人机的雷达截面积(RCS)均值和统计分布、多普勒谱、微多普勒谱以及 ...
【技术保护点】
1.一种利用双极化特征的雷达固定翼无人机与杂波识别方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:/n步骤1、匹配滤波:对雷达接收信号进行匹配滤波和加窗处理;/n步骤2、脉冲对消:对匹配滤波和加窗后的输出信号进行两脉冲对消或三脉冲对消;/n步骤3、多普勒滤波器组滤波:对脉冲对消后的输出信号进行FFT运算;/n步骤4、二维恒虚警率检测:针对步骤3得到的多普勒滤波器组滤波输出,对每个距离-多普勒单元信号进行二维CFAR检测;判断每个距离-多普勒单元是否存在目标;/n步骤5、多帧检测结果累积与判决:针对每个距离-多普勒单元检测结果;进行多帧累计;累计后再设置门限以判断每个距离-多普勒单元是否存在目标;/n步骤6、双极化通道检测结果匹配识别:对水平极化通道和垂直极化通道多帧累积后的判决结果进行比对;两个极化通道在某一距离-多普勒单元同时存在目标时;判断目标存在;否则;判断目标不存在。/n
【技术特征摘要】
1.一种利用双极化特征的雷达固定翼无人机与杂波识别方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:
步骤1、匹配滤波:对雷达接收信号进行匹配滤波和加窗处理;
步骤2、脉冲对消:对匹配滤波和加窗后的输出信号进行两脉冲对消或三脉冲对消;
步骤3、多普勒滤波器组滤波:对脉冲对消后的输出信号进行FFT运算;
步骤4、二维恒虚警率检测:针对步骤3得到的多普勒滤波器组滤波输出,对每个距离-多普勒单元信号进行二维CFAR检测;判断每个距离-多普勒单元是否存在目标;
步骤5、多帧检测结果累积与判决:针对每个距离-多普勒单元检测结果;进行多帧累计;累计后再设置门限以判断每个距离-多普勒单元是否存在目标;
步骤6、双极化通道检测结果匹配识别:对水平极化通道和垂直极化通道多帧累积后的判决结果进行比对;两个极化通道在某一距离-多普勒单元同时存在目标时;判断目标存在;否则;判断目标不存在。
2.根据权利要求1所述的一种利用双极化特征的雷达固定翼无人机与杂波识别方法;其特征在于:所述步骤1的具体过程为:
双极化雷达发射线性调频脉冲信号;发射信号可表示为
其中;A为发射信号幅度;f0为信号载频;μ为调频斜率;T为脉冲重复周期;τ为脉冲宽度;
雷达匹配滤波器的时域响应为
h(t)=as*(t0-t)(1.2)
其中;a为一常数;t0为保证滤波器物理可实现的时间延迟;上标*表示取共轭;不失一般性;在此;我们取
雷达匹配滤波输出可表示为
z(t)=ifft[S(ω)H(ω)](1.4)
其中;ifft表示逆傅里叶变换;S(ω)、H(ω)分别为s(t)和h(t)的傅里叶变换。
3.根据权利要求2所述的一种利用双极化特征的雷达固定翼无人机与杂波识别方法;其特征在于:进一步的,为降低匹配滤波输出旁瓣电平,对匹配滤波器输出进行时域或频域加窗;采用hanning窗对匹配滤波器的输出信号进行频域加窗;加窗后的输出时域信号可表示为
z(t)=ifft[S(ω)H(ω)F(ω)](1.5)
其中;F(ω)为hanning窗函数频率响应。
4.根据权利要求1所述的一种利用双极化特征的雷达固定翼无人机与杂波识别方法,其特征在于:所述步骤2的具体过程为:
两脉冲对消后的输出可表示为
y(t)=y(t)-y(t-T)(1.6)
三脉冲对消后的输出可表示为
y(t)=y(t)-2y(t-T)+y(t-2T)(1.7)。
5.根据权利要求1所述的一种利用双极化特征的雷达固定翼无人机与杂波识别方法,其特征在于:所述步骤3的具体过程为:
脉冲对消输出信号离散化后可表示为y(k);假定一个脉冲重复周期内雷达有N个采样点;雷达一帧内包含M个脉冲重复周期;则一帧内雷达总的采样点数为MN;将一帧内脉冲对消输出离散信号排列为一个M行N列的数...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨勇,王雪松,施龙飞,马佳智,庞晨,李永祯,
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学,
类型:发明
国别省市:湖南;43
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