一种雷达帧内目标合并的目标检测方法技术

本发明专利技术涉及一种雷达帧内目标合并的目标检测方法，属于雷达目标检测技术领域。包括：获取雷达一次扫描的雷达回波数据，经过下变频、脉冲压缩和MTD处理后得到频域数据；确定一帧回波的频域数据的最大峰值P0和其所对应的频率通道F0；最大峰值P0与有目标时的最低门限β比较后确定这帧数据内是否存在目标；如果有目标存在，则确定主峰所代表的目标的合并范围[F0‑

【技术实现步骤摘要】
一种雷达帧内目标合并的目标检测方法


[0001]本专利技术涉及一种雷达帧内目标合并的目标检测方法，属于雷达目标检测


技术介绍

[0002]目标检测方法是雷达信号处理的重要一环。在目标检测时，常常会在接收的回波频谱图中出现多个谱峰，造成这种现象的原因有：回波信号中有两个或多个距离接近的目标；目标处于复杂电磁环境中或存在其他电磁干扰。这些谱峰有的是一个目标产生的，有的是多个目标产生的。为了把目标有效的分离出来，就涉及到雷达目标合并的问题。需要把一个目标相关的谱峰进行合并认为是一个目标，并且不能把多个目标的谱峰合并认为是一个目标。在多个目标和各种干扰这样复杂的环境中分离出想要的目标，是对雷达信号处理提出的更高标准要求。
[0003]雷达信号目标检测方法是：对雷达信号进行统一门限的恒虚警检测方法，将回波中强度高于检测门限的点都作为目标，但是这样做会出现一个目标上报成多个目标的情况，并且这种方法很难对强度差异大的多个目标采用同一门限进行检测，也很难对有干扰覆盖的目标进行检测，对于目标的强度起伏适应性也很差，这使得雷达的目标检测能力较低。
[0004]在国家知识产权局和万方数据库进行专利的查新，通过分析得出如下结论：
[0005]通过关键词：雷达+目标检测、目标合并、目标凝聚、点迹合并、点迹融合关键词组合，检索到几十篇专利文献，经过筛选没有发现跟本专利“对频域展宽的帧内目标合并方法”相似的文献，只有以下几篇较多提到了帧内目标合并的方法，但是它们提出的方法跟本专利的完全不一样，具体包括：
[0006](1)一种船用导航雷达ARPA目标跟踪中的目标合并方法，包括如下步骤：获得回波数据，获得目标距离单元，构成小连通区域，构成大连通区域，获得单个方位向上小连通区域的质心以及幅度和，获得大连通区域的质心，本专利技术利用接收一圈雷达回波数据后再进行基于连通区域的目标合并方法，该方法可以准确的将连通区域目标合并成一个目标，计算量小，易于工程实现。
[0007](1)一种基于地面监视雷达系统的目标凝聚方法，包括：获取雷达前端处理后的谱数据信息；对所述谱数据信息进行谱数据的对消处理，得到对消处理后的谱数据信息；对所述对消处理后的谱数据信息进行恒虚警率处理，得到目标的谱数据信息，并根据所述目标的谱数据信息构成二维图像；对所述二维图像进行目标边缘提取，提取到属于同一目标的谱数据信息；对所述属于同一目标的谱数据信息进行地物目标滤除，得到地物目标滤除后的属于同一目标的谱数据信息。本专利技术降低了固定强杂波对低速目标的影响，提高了低速目标的发现概率，为后续的目标凝聚和航迹处理提供了可靠的基础。
[0008](2)一种用于机场场面监视雷达系统的目标凝聚方法，首先获取雷达前端处理后的目标回波信息，再对所述目标回波信息进行虚假点迹过滤处理得到过滤后的目标回波信
息，对所述过滤后的目标回波信息进行频道选大处理，检测出属于同一个目标的目标回波信息构成二维图像，利用所述二维图像轮廓以及轮廓内的目标回波信息估计目标参数，得到属于同一个目标凝聚后的目标参数。本专利技术极大地提高了目标凝聚的精度，降低了目标在距离方向与方位方向上的分裂，为后续的航迹处理提供了可靠的基础。
[0009](3)一种基于地面监视雷达谱数据的目标提取方法，包括：获取雷达前端处理后的谱数据信息；对所述谱数据信息进行谱数据的对消处理，得到对消处理后的谱数据信息；对所述对消处理后的谱数据信息进行恒虚警率处理，得到目标的谱数据信息，并根据所述目标的谱数据信息构成二维图像；对所述二维图像进行目标边缘提取，提取到属于同一目标的谱数据信息；对所述属于同一目标的谱数据信息进行地物目标滤除，得到地物目标滤除后的属于同一目标的谱数据信息。本专利技术降低了固定强杂波对低速目标的影响，提高了低速目标的发现概率，为后续的目标凝聚和航迹处理提供了可靠的基础。
[0010](4)一种基于连通标记法则的雷达目标点迹凝聚方法，该方法包括获取原始目标点迹序列；标记信息初始化；连通域标记；目标筛选与点迹滤除；凝聚具有相同标记号的所有点迹。本专利技术的方法，通过等效前置临近点迹集对检测后的原始点迹序列直接进行连通标记，然后采用幅度加权法凝聚具有相同标记号的所有点迹，本专利技术的方法可以有效的实现复杂密集环境下的目标凝聚，从实质上解决了目标在进行恒虚警检测后出现的目标分裂的问题，对目标大小与形状的兼容性好，且数据量、计算量小，易于实现。
[0011](5)一种基于帧间积累的弱小目标检测合并方法，包括：步骤S1：获取雷达回波信号；步骤S2：对获取的回波数据存储为距离
‑
方位的二维矩阵；步骤S3：对当前帧数据进行帧间积累；步骤S4：合并方位向上的连通区域；步骤S5：方位向上合并连通区域的信息计算；步骤S6：重复步骤S4和S5，对所有方位向上的联通区域进行合并并计算目标信息；步骤S7：判断联通区域是否与上一方位向上的联通区域相连；步骤S8：相邻方位向的合并联通区域的信息计算；步骤S9：更新合并后的联通区域的信息；步骤S10：由第二个方位向开始，重复步骤S7、S8和S9，依次将所有方位向上的可以合并的连通区域合并完毕并更新其信息。
[0012]本申请基于同一距离单元雷达接收到的一帧目标回波数据，对由于目标和雷达有相对运动时，对目标出现在频率轴上的频谱展宽图进行目标合并，提升雷达在复杂的环境下正确检测目标的能力。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是针对雷达回波中的目标遇到复杂环境，目标掩盖于各种干扰或主瓣之下，导致目标检测能力下降的技术缺陷，提出了一种雷达帧内目标合并的目标检测方法。
[0014]为了达到上述目的，本专利技术采取如下技术方案。
[0015]所述雷达帧内目标合并的目标检测方法，包括如下步骤：
[0016]步骤一、获取雷达一次扫描的雷达回波数据，经过数字下变频、脉冲压缩和MTD处理后得到频域回波；
[0017]步骤二、确定频域回波中的最大谱峰值和该谱峰值对应的频率峰值通道；
[0018]其中，最大谱峰值，记为P0；谱峰值对应的频率峰值通道，记为F0；
[0019]步骤三、比较最大谱峰值和有目标的最低门限β，如果最大谱峰值小于等于β，结束
本方法；否则若最大谱峰值大于β，进入步骤四；
[0020]其中，最大谱峰值P0小于等于β，表示这帧数据中不存在目标信息；最大谱峰值P0大于β，表示这帧数据中存在目标信息；
[0021]最低门限β的计算公式如(1)：
[0022][0023]其中，a
i
为第i个频率通道的幅度；N为频域回波的频率通道的总数；
[0024]步骤四、以步骤二确定的频率峰值通道为中心，设置主峰目标频域合并区域[F0‑
ΔF，F0+ΔF]；
[0025]其中，[F0‑
ΔF，F0+ΔF]代表主峰的目标合并区域，范围选取为整个频域通道[0，F
max
]的15％到25％，即2ΔF的取值范围为0.15*F
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达帧内目标合并的目标检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、获取雷达一次扫描的雷达回波数据，经过数字下变频、脉冲压缩和MTD处理后得到频域回波；步骤二、确定频域回波中的最大谱峰值和该谱峰值对应的频率峰值通道；步骤三、比较最大谱峰值和有目标的最低门限β，如果最大谱峰值小于等于β，结束本方法；否则若最大谱峰值大于β，进入步骤四；步骤四、以步骤二确定的频率峰值通道为中心，设置主峰目标频域合并区域；步骤五、在主峰目标频域合并区域之外的频域范围内寻找较高的谱峰值；步骤六、并将判断较高的谱峰值与动态门限γ的大小，若较高的谱峰值大于等于γ，记录下该峰值对应的频域位置，当遍历完所有较高的谱峰值后，得到当前帧内检测到的目标。2.根据权利要求1所述的一种雷达帧内目标合并的目标检测方法，其特征在于：步骤二中，最大谱峰值，记为P0；谱峰值对应的频率峰值通道，记为F0。3.根据权利要求2所述的一种雷达帧内目标合并的目标检测方法，其特征在于：步骤三中，最大谱峰值P0小于等于β，表示这帧数据中不存在目标信息；最大谱峰值P0大于β，表示这帧数据中存在目标信息。4.根据权利要求3所述的一种雷达帧内目标合并的目标检测方法，其特征在于：步骤三中最低门限β的计算公式如(1)：其中，a
i
为第i个频率通道的幅度；N为频域回波的频率通道的总数。5.根据权利要求4所述的一种雷达帧内目标合并的目标检测方法，其特征在于：步...

【专利技术属性】
技术研发人员：田黎育，孙宝鹏，欧颢，汪泽，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：