一种雷达自适应目标检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种雷达自适应目标检测方法及装置，方法包括：从雷达中获得雷达回波中频数据，对雷达回波中频数据的距离维FFT快速傅里叶变换处理得到距离多普勒两维数据矩阵；从雷达中获得相参数据，对相参数据的FFT快速傅里叶变换处理得到距离门数目；根据距离多普勒两维数据矩阵对距离门数目和相参数据的数据排列计算得到数据矩阵；根据数据矩阵分别对相参数据的检测处理得到多个多普勒通道输出量。本发明专利技术能够有效提升单通道调频连续波雷达对低速弱小目标的检测能力，在完成动目标检测处理处理之后，对多帧处理结果进行联合处理，实现了对地面慢速目标的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种雷达自适应目标检测方法及装置
本专利技术主要涉及雷达检测
，具体涉及一种雷达自适应目标检测方法及装置。
技术介绍
采用线性调频连续波(LFMCW)体制的便携式地面侦察雷达能够提供地面目标的相关信息，通常由一到两人来完成整个雷达的运输，移动、安装与工作。随着雷达电子技术的发展，各国军队对便携式地面侦察雷达设备的日益重视，这类雷达在步兵装备中将越来越得到普及。同时LFMCW雷达作为地面监视雷达，特别是对于一些弱小检测具有广阔的应用前景，通常地面雷达在接收到目标回波数据，采用MTD处理，然后去掉地面杂波所在的多普勒通道，对于机械扫描雷达，由于波束具有一定宽度，因而目标在波束内会有一定的扫描时间，从而对应有多个相参处理脉组。当前工程上主要是对每一个CPI内的相参信号进行MTD处理，然后根据一定的准则对多个脉组进行目标判定。对于地面目标，由于在波束内的地面杂波散射特性基本相同，而常规的直接MTD处理对地面杂波的抑制存在不足，特别是对于一些低速的小型目标，如行人，小型无人机等目标的检测能力不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种空雷达自适应目标检测方法及装置。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种雷达自适应目标检测方法，包括如下步骤：从雷达中获得雷达回波中频数据，并对所述雷达回波中频数据进行距离维FFT快速傅里叶变换处理，得到距离多普勒两维数据矩阵；从雷达中获得相参数据，并对所述相参数据进行FFT快速傅里叶变换处理，得到距离门数目；根据所述距离多普勒两维数据矩阵对所述距离门数目和所述相参数据进行数据排列计算，得到数据矩阵；根据所述数据矩阵分别对所述相参数据进行检测处理，得到多个多普勒通道输出量；对多个所述多普勒通道输出量进行排列计算，得到两维矩阵，并对所述两维矩阵进行目标检测，得到目标检测结果。本专利技术解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种雷达自适应目标检测装置，包括：两维数据矩阵处理模块，用于从雷达中获得雷达回波中频数据，并对所述雷达回波中频数据进行距离维FFT快速傅里叶变换处理，得到距离多普勒两维数据矩阵；距离门数目处理模块，用于从雷达中获得相参数据，并对所述相参数据进行FFT快速傅里叶变换处理，得到距离门数目；数据排列计算模块，用于根据所述距离多普勒两维数据矩阵对所述距离门数目和所述相参数据进行数据排列计算，得到数据矩阵；联合检测处理模块，用于根据所述数据矩阵分别对所述相参数据进行检测处理，得到多个多普勒通道输出量；目标检测结果获得模块，用于对多个所述多普勒通道输出量进行排列计算，得到两维矩阵，并对所述两维矩阵进行目标检测，得到目标检测结果。本专利技术的有益效果是：通过对雷达回波中频数据的距离维FFT快速傅里叶变换处理得到距离多普勒两维数据矩阵；并对相参数据的FFT快速傅里叶变换处理得到距离门数目；并根据距离多普勒两维数据矩阵对距离门数目和相参数据的数据排列计算得到数据矩阵，提高了单通道MTD目标检测性能，根据数据矩阵分别对相参数据的联合检测处理得到多个多普勒通道输出量；对多个多普勒通道输出量的排列计算得到两维矩阵，并对两维矩阵进行目标检测，得到目标检测结果，能够有效提升单通道调频连续波雷达对低速弱小目标的检测能力，与传统的方法相比，在完成动目标检测处理处理之后，对多帧处理结果进行联合处理，实现对地面慢速目标的检测，可以应用于现有的单通道调频连续波雷达。附图说明图1为本专利技术一实施例提供的雷达自适应目标检测方法的流程示意图；图2为本专利技术一实施例提供的LFMCW雷达原理的示意图；图3为本专利技术一实施例提供的雷达自适应目标检测装置的模块框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。图1为本专利技术一实施例提供的雷达自适应目标检测方法的流程示意图。如图1所示，一种雷达自适应目标检测方法，包括如下步骤：从雷达中获得雷达回波中频数据，并对所述雷达回波中频数据进行距离维FFT快速傅里叶变换处理，得到距离多普勒两维数据矩阵；从雷达中获得相参数据，并对所述相参数据进行FFT快速傅里叶变换处理，得到距离门数目；根据所述距离多普勒两维数据矩阵对所述距离门数目和所述相参数据进行数据排列计算，得到数据矩阵；根据所述数据矩阵分别对所述相参数据进行检测处理，得到多个多普勒通道输出量；对多个所述多普勒通道输出量进行排列计算，得到两维矩阵，并对所述两维矩阵进行目标检测，得到目标检测结果。具体地，由图2所示，去斜混频原理是采用与发射信号相同的调频斜率信号作为参考信号，与回波信号混频后，两者之间的时间差就转换为差频频率。再经过ADC和离散傅里叶变换(DFT)处理，就可以得到目标的距离信息，完成运动目标的检测。假设雷达发射调频连续波信号为第六式，所述第六式为：其中，f0为信号中心频率，B为信号带宽，T为信号脉冲重复周期，k＝B/T为信号线性调频斜率。下面讨论忽略信号幅度和包络信息，仅考虑相位变化。雷达接收到回波可表示为第七式，所述第七式为：其中，τr为目标传输时延，τr＝2R0-vt/c，c为光速，R0为目标与雷达初始径向距离,v表示目标相对雷达径向运动速度。与发射信号相同的调频斜率的参考信号表示为第八式，所述第八式为：其中，τref为参考信号相对发射信号的延时τref＝2Rref/c，Rref为参考距离，Tref为参考信号的脉宽，通常Tref会稍大于T，确保全部的回波都能与参考信号混频。sr(t)与进行混频，得到去斜后的输出信号表示为第九式，所述第九式为：其中，由所述第九式推导可知，信号经过去斜处理后，输出频率恒定的单频信号so(t)，该输出信号频率值与参考信号延时和回波信号延时之差成正比。目标与参考位置之间的相对距离表示为第十式，所述第十式为：目标与雷达发射机之间的实际距离R0表示为第十一式，所述第十一式为为：上述实施例中，通过对雷达回波中频数据的距离维FFT快速傅里叶变换处理得到距离多普勒两维数据矩阵；并对相参数据的FFT快速傅里叶变换处理得到距离门数目；并根据距离多普勒两维数据矩阵对距离门数目和相参数据的数据排列计算得到数据矩阵，提高了单通道MTD目标检测性能，根据数据矩阵分别对相参数据的联合检测处理得到多个多普勒通道输出量；对多个多普勒通道输出量的排列计算得到两维矩阵，并对两维矩阵进行目标检测，得到目标检测结果，能够有效提升单通道调频连续波雷达对低速弱小目标的检测能力，与传统的方法相比，在完成动目标检测处理处理之后，对多帧处理结果进行联合处理，实现对地面慢速目标的检测，可以应用于现有的单通道调频连续波雷达。可选地，作为本专利技术的一个实施例，所述根据所述距离多普勒两维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达自适应目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n从雷达中获得雷达回波中频数据，并对所述雷达回波中频数据进行距离维FFT快速傅里叶变换处理，得到距离多普勒两维数据矩阵；/n从雷达中获得相参数据，并对所述相参数据进行FFT快速傅里叶变换处理，得到距离门数目；/n根据所述距离多普勒两维数据矩阵对所述距离门数目和所述相参数据进行数据排列计算，得到数据矩阵；/n根据所述数据矩阵分别对所述相参数据进行检测处理，得到多个多普勒通道输出量；/n对多个所述多普勒通道输出量进行排列计算，得到两维矩阵，并对所述两维矩阵进行目标检测，得到目标检测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种雷达自适应目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
从雷达中获得雷达回波中频数据，并对所述雷达回波中频数据进行距离维FFT快速傅里叶变换处理，得到距离多普勒两维数据矩阵；
从雷达中获得相参数据，并对所述相参数据进行FFT快速傅里叶变换处理，得到距离门数目；
根据所述距离多普勒两维数据矩阵对所述距离门数目和所述相参数据进行数据排列计算，得到数据矩阵；
根据所述数据矩阵分别对所述相参数据进行检测处理，得到多个多普勒通道输出量；
对多个所述多普勒通道输出量进行排列计算，得到两维矩阵，并对所述两维矩阵进行目标检测，得到目标检测结果。


2.根据权利要求1所述的雷达自适应目标检测方法，其特征在于，所述根据所述距离多普勒两维数据矩阵对所述距离门数目和所述相参数据进行数据排列计算，得到数据矩阵的过程包括：
从所述相参数据中获得相参信号数目和MTD动目标检测处理个数；
通过第一式对所述距离多普勒两维数据矩阵、所述距离门数目、所述相参信号数目和所述MTD动目标检测处理个数进行数据排列计算，得到数据矩阵，所述第一式为：
X(NK，R’)＝[Z1(K,R’),Z2(K,R’),Z3(K,R’),…,ZN(K,R’)，
其中，ZN(K,R’)为第N个距离多普勒两维数据矩阵，R’为距离门数目，X(NK，R’)为数据矩阵,K为相参信号数目，N为MTD动目标检测处理个数。


3.根据权利要求1或2所述的雷达自适应目标检测方法，其特征在于，所述根据所述数据矩阵分别对所述相参数据进行检测处理，得到多个多普勒通道输出量的过程包括：
根据所述数据矩阵依次对所述相参信号数目进行检测处理，得到多个多普勒通道输出量。


4.根据权利要求3所述的雷达自适应目标检测方法，其特征在于，所述根据所述数据矩阵依次对所述相参信号数目进行检测处理，得到多个多普勒通道输出量的过程包括：
对所述数据矩阵进行协方差计算，得到协方差矩阵；
对所述MTD动目标检测处理个数进行二维导向矢量构造，得到二维导向矢量；
根据所述协方差矩阵对所述二维导向矢量进行权矢量计算，得到权矢量；
根据所述权矢量对所述数据矩阵进行杂波抑制计算，得到多普勒通道输出量。


5.根据权利要求4所述的雷达自适应目标检测方法，其特征在于，所述协方差矩阵包括NK×NK维矩阵，所述对所述数据矩阵进行协方差计算，得到协方差矩阵的过程包括：
通过第二式对所述数据矩阵进行协方差计算，得到NK×NK维矩阵，所述第二式为：
R＝E[XXH]，
其中，E为求期望运算，H为矩阵转置，X为数据矩阵，R为NK×NK维矩阵。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，侯睿，郎杰，项正山，王捷玉，刘海亮，
申请(专利权)人：桂林长海发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45