一种基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法，包括：获取雷达在环境感知阶段的回波信号数据，并按照距离

【技术实现步骤摘要】
一种基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法


[0001]本专利技术属于雷达
，具体涉及一种基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法。

技术介绍

[0002]战场监视雷达与其它战场侦察器材相比具有全天候，探测距离远，监视范围广的优点，因而成为一种得到广泛使用的战场侦察器材。但是在实际应用中，战场监视雷达周边的环境相当复杂，回波数据中往往包含较强的地物杂波，给慢速目标的检测带来了巨大的挑战。
[0003]传统自适应检测方法的信号处理流程如图1所示，一般是先对雷达的接收信号做脉压处理，之后进行杂波抑制，最后做恒虚警检测。而当目标的多普勒频移和杂波不可分时，采用先抑制后检测的处理方式，同样会对目标信号进行抑制，处于杂波区的小目标难以被检测到，导致目标检测的性能下降。即使对杂波区的多个多普勒通道建立超杂波图，而后对多个多普勒通道进行检测，依然需要较高的信杂比，但是在某些实际场景中，尤其目标的散射截面积很小的情形下，信杂比很难达到要求，同样会导致目标检测的性能下降。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]本专利技术提供了一种基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法，包括：
[0006]步骤1：获取雷达在环境感知阶段的回波信号数据，并按照距离
‑
方位
‑
多普勒通道存储所述回波信号数据，其中，所述回波信号数据存在一对一映射关系的采样单元，该映射关系为从方位角到距离门一一映射，从距离门到多普勒通道一一映射；
[0007]步骤2：根据所述回波信号数据，拟合得到每一个所述采样单元对应的分布参数；
[0008]步骤3：获取雷达在检测阶段的目标回波信号，根据所述分布参数计算每个采样单元对应的所述目标回波信号与其在环境感知阶段的回波信号分布之间的分布距离；
[0009]步骤4：将所述分布距离与计算得到检测门限进行比较，根据比较结果判断是否存在目标；
[0010]步骤5：若未检测到目标，则根据所述目标回波信号，更新对应所述采样单元的分布参数。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，雷达开机后，预设一段时间作为雷达的环境感知阶段，超过预设时间之后作为所述雷达的检测阶段。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤1包括：
[0013]步骤1.1：获取雷达在所述环境感知阶段采集的回波信号；
[0014]步骤1.2：对所述回波信号依次进行脉冲压缩和MTD处理，得到雷达在环境感知阶段的回波信号数据；
[0015]步骤1.3：将所述回波信号数据进行存储，其中，在所述环境感知阶段，雷达每一次观测的第i个方位角的第m个距离单元、第n个多普勒通道的所述回波信号数据记为x
(i,mn)
。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤2中，
[0017]对于一个采样单元，其在环境感知阶段的回波信号数据为：
[0018][0019]式中，x
(i,mn)
表示在环境感知阶段第i个方位角的第m个距离单元、第n个多普勒通道的回波信号数据，p表示雷达的第p次观测；
[0020]将该回波信号数据x
(i,mn)
展开，得到其实虚部数据矩阵：
[0021]X
(i,mn)
＝[Re(x
(i,mn)
),Im(x
(i,mn)
)]；
[0022]式中，X
(i,mn)
表示回波信号数据x
(i,mn)
的实虚部数据矩阵，Re表示实部，Im表示虚部；
[0023]利用二维高斯分布对所述实虚部数据矩阵X
(i,mn)
进行拟合，根据二维高斯分布的极大似然估计结果，得到该采样单元对应的分布参数(μ,Σ)，其中，
[0024][0025]式中，mean表示对矩阵X
(i,mn)
的行进行求均值的操作，μ表示拟合得到的二维高斯分布的均值，∑表示拟合得到的二维高斯分布的协方差矩阵。
[0026]在本专利技术的一个实施例中，在所述步骤3中，
[0027]在所述检测阶段，将雷达当前次观测的第i个方位角的第m个距离单元、第n个多普勒通道的所述目标回波信号记为x
new(i,mn)
；
[0028]将该目标回波x
new(i,mn)
的实、虚部展开为矩阵x
new(i,mn)
：
[0029]x
new(i,mn)
＝[Re(x
new(i,mn)
),Im(x
new(i,mn)
)]；
[0030]按照下式计算该采样单元对应的所述目标回波信号分布与其在环境感知阶段的回波信号分布之间的分布距离T：
[0031]T＝(x
new(i,mn)
‑
μ)Σ
‑1(x
new(i,mn)
‑
μ)
T
。
[0032]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤4包括：
[0033]按照下式计算得到所述检测门限：
[0034][0035]式中，T
thres
表示检测门限，P
fa
表示虚警率；
[0036]将所述分布距离T与所述检测门限T
thres
进行比较，若T≥T
thres
，则表示检测到目标，否则，则表示未检测到目标。
[0037]在本专利技术的一个实施例中，所述步骤5包括：若未检测到目标，则按照下式对采样
单元对应的分布参数进行更新，得到新的分布参数(μ
′
,Σ
′
)，其中，
[0038][0039]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0040]本专利技术的基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法，充分利用了回波的幅度和相位信息，对于数字阵列雷达，每次观测，波束照射到的区域相同，对于地杂波区所在区域的所有多普勒通道，对于同一个采样单元，多次观测的回波的相位具有一定的稳定性，在相同的虚警率下可明显提升杂波区的目标检测性能。
[0041]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0042]图1是本专利技术实施例提供的传统的雷达信号处理流程图；
[0043]图2是本专利技术实施例提供的一种基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法示意图；
[0044]图3是本专利技术实施例提供的一种基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法流程图；
[0045]图4a是本专利技术实施例提供的传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法，其特征在于，包括：步骤1：获取雷达在环境感知阶段的回波信号数据，并按照距离
‑
方位
‑
多普勒通道存储所述回波信号数据，其中，所述回波信号数据存在一对一映射关系的采样单元，该映射关系为从方位角到距离门一一映射，从距离门到多普勒通道一一映射；步骤2：根据所述回波信号数据，拟合得到每一个所述采样单元对应的分布参数；步骤3：获取雷达在检测阶段的目标回波信号，根据所述分布参数计算每个采样单元对应的所述目标回波信号与其在环境感知阶段的回波信号分布之间的分布距离；步骤4：将所述分布距离与计算得到检测门限进行比较，根据比较结果判断是否存在目标；步骤5：若未检测到目标，则根据所述目标回波信号，更新对应所述采样单元的分布参数。2.根据权利要求1所述的基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法，其特征在于，雷达开机后，预设一段时间作为雷达的环境感知阶段，超过预设时间之后作为所述雷达的检测阶段。3.根据权利要求1所述的基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法，其特征在于，所述步骤1包括：步骤1.1：获取雷达在所述环境感知阶段采集的回波信号；步骤1.2：对所述回波信号依次进行脉冲压缩和MTD处理，得到雷达在环境感知阶段的回波信号数据；步骤1.3：将所述回波信号数据进行存储，其中，在所述环境感知阶段，雷达每一次观测的第i个方位角的第m个距离单元、第n个多普勒通道的所述回波信号数据记为x
(i,mn)
。4.根据权利要求3所述的基于复数域杂波图先验信息的目标检测方法，其特征在于，在所述步骤2中，对于一个采样单元，其在环境感知阶段的回波信号数据为：式中，x
(i,mn)
表示在环境感知阶段第i个方位角的第m个距离单元、第n个多普勒通道的回波信号数据，p表示雷达的第p次观测；将该回波信号数据x
(i,mn)
展开，得到其实虚部数据矩阵：X
(i,mn)
＝[Re(x
(i,mn)
),Im(x
(i,mn)
)]；式中，X
(i,mn)
表示回波信号数据x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：纠博，任启宏，刘宏伟，李康，严俊坤，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：