一种高频雷达高速目标检测方法及计算机可读介质技术

本发明专利技术提出了一种高频雷达高速目标检测方法及计算机可读介质。本发明专利技术雷达系统接收机接收回波信号，将回波信号进行匹配滤波得到脉冲压缩信号，对脉冲压缩信号的信号进行杂波预处理得到预处理后脉冲压缩信号；将预处理后脉冲压缩信号进行相干积累处理得到相干积累脉冲压缩信号，结合相干积累脉冲压缩信号进一步计算置信运动轨迹；沿着置信运动轨迹对预处理后的脉冲压缩信号进行滤波，滤掉信噪比闪烁的信号，得到滤波后脉冲压缩信号；沿着置信运动轨迹对滤波后脉冲压缩信号进行非相干积累，通过峰值检测得到目标准确的运动参数。本发明专利技术利用长时间积累算法得到准确的目标运动轨迹，有效的提高了目标的检测概率。效的提高了目标的检测概率。效的提高了目标的检测概率。

【技术实现步骤摘要】
一种高频雷达高速目标检测方法及计算机可读介质


[0001]本专利技术属于雷达
，尤其涉及一种高频雷达高速目标检测方法及计算机可读介质。

技术介绍

[0002]高频(HF)雷达利用电磁波的绕射效应，实现超视距的海洋表面动态监测和低空飞行目标或船只探测。由于HF段信号的波长长，HF雷达具有良好的反隐身性，能够预警低空的各种目标。
[0003]目前紧凑型HF雷达在海态反演和船只目标检测上技术相对成熟，为了兼顾高速目标的探测，在不改变雷达硬件和波形参数的前提下展开研究。由于高频雷达的扫频周期长，一个相干积累周期为几分钟，在一个相干积累周期内，高速目标会出现跨距离元的现象，称为距离徙动。同理，由于海态探测HF雷达的多普勒测量范围有限，在一个相干积累周期内，高速目标会出现跨多普勒元的现象，称为多普勒频率徙动。由于距离徙动和多普勒频率徙动的存在，常规的动目标检测算法不能将信号完整的积累起来，导致算法失效。另外，长时间的相干积累周期内，雷达与目标的视角是变化的，加上HF段电磁波的散射特性，导致雷达接收到的目标回波信噪比发生波动，称为信噪比闪烁。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频雷达高速目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：雷达系统接收机接收回波信号，将回波信号进行匹配滤波得到脉冲压缩信号，对脉冲压缩信号的信号进行杂波预处理得到预处理后脉冲压缩信号；步骤2：将预处理后脉冲压缩信号进行相干积累处理得到相干积累脉冲压缩信号，结合相干积累脉冲压缩信号进一步计算置信运动轨迹；步骤3：沿着置信运动轨迹对预处理后的脉冲压缩信号进行滤波，滤掉信噪比闪烁的信号，得到滤波后脉冲压缩信号；步骤4：沿着置信运动轨迹对滤波后脉冲压缩信号进行非相干积累，通过峰值检测得到目标准确的运动参数。2.根据权利要求1所述的高频雷达高速目标检测方法，其特征在于：步骤1所述的脉冲压缩信号为：其中，t
m
表示第m个扫频周期的慢时间，M表示扫频周期的数量，表示在第m个扫频周期的快时间，表示在第m个扫频周期内时刻的脉冲压缩信号，B为载频信号的带宽，R(t
m
)为在t
m
时刻雷达与目标间的瞬时径向距离，λ表示信号的波长，sinc为辛格函数，T
r
表示每个扫频周期的持续时间；步骤1所述对脉冲压缩信号的信号进行杂波预处理，具体如下：采用高通滤波器组对脉冲压缩信号在慢时间维滤波处理，具体计算如下：m∈[1,M]其中，表示在第m个扫频周期内时刻的预处理后的脉冲压缩信号，h
HP
(t
m
)为预先确定的第m个扫频周期的慢时间内的高通滤波处理，h
HP
(*)表示高通滤波器，M表示扫频周期的数量。3.根据权利要求2所述的高频雷达高速目标检测方法，其特征在于：步骤2所述将预处理后脉冲压缩信号，具体如下：步骤2.1：构建目标的运动模型；HF雷达探测高速目标，在相干积累时间内，目标的运动模型为：其中，R0表示雷达与目标的初始径向距离，V表示目标的真实速度，t
m
表示第m个扫频周期的慢时间，M表示扫频周期的数量，Θ表示初始的径向角度，cos表示余弦计算；步骤2.2：确定运动参数的搜索范围和间隔；
根据HF雷达的威力范围和波形参数，确定初始的径向距离的搜索范围为：[r
0,min
,r
0,max
]其中，r
0,min
表示搜索的目标最小初始径向距离，r
0,max
表示搜索的目标最大初始径向距离，r0,
min
＝ΔR，r
0,max
＝2T
p
/c，ΔR＝c/2B为雷达的距离分辨率，T
p
为脉冲宽度，c为光速，B为载频信号的带宽；根据目标的类型，确定真实速度的搜索范围为：[v
min
,v
max
]其中，v
min
表示搜索的目标最小真实速度，v
max
表示搜索的目标最大真实速度，v
min
＝0，v
max
＝V
max
，V
max
表示目标的实际速度的最大值；根据HF雷达与目标的位置关系，确定初始径向角度的搜索范围为：[θ
min
,θ
max
]其中，θ
min
表示搜索的目标最小初始径向角度，θ
max
表示搜索的目标最大初始径向角度，θ
min
＝0，θ
max
＝180
°
；根据雷达的波形参数确定搜索参数的间隔；所述搜索参数的间隔包括：初始径向距离的搜索间隔、真实速度的搜索间隔、初始径向角度的搜索间隔；所述初始径向距离的搜索间隔为：Δr＝c/2B其中，c为光速，B表示载频信号的带宽，所述真实速度的搜索间隔为：Δv＝λ/2MT
r
其中，λ表示信号的波长，M表示扫频周期的数量，T
r
表示每个扫频周期的持续时间所述初始径向角度的搜索间隔为：Δθ＝Δvθ
max
/v
max
其中，Δv为真实速度的搜索间隔，θ
max
为搜索的目标最大初始径向角度，v
max
为搜索的目标最大真实速度；根据搜索的初始的径向距离的范围和间隔，确定多组离散化的初始的径向距离r
0,i
＝r
0,min
+iΔRi∈[0,N
r
‑
1]其中，i表示搜索的初始的径向距离的序号，N
r
表示初始径向距离搜索的个数，ΔR表示雷达的距离分辨率，r
0,min
表示搜索的目标最小初始径向距离，r
0,i
表示在第i个搜索的初始径向距离；根据搜索的真实速度范围和间隔，确定多组离散化的真实速度：v
p
＝v
min
+pΔvp∈[0,N
v
‑
1]其中，p表示搜索的真实速度的序号，N
v
表示真实速度搜索的个数，Δv表示所述真实速度的搜索间隔，v
min
表示搜索的目标最小真实速度，v
p
表示第p个搜索的真实速度；根据搜索的初始径向角度的范围和间隔，确定多组离散化的初始径向角度θ
q
＝θ
min
+qΔθ
q∈[0,N
θ
‑
1]其中，q表示搜索的初始径向角度的序号，N
θ
表示初始径向角度搜索的个数，Δθ表示所述初始径向角度的搜索间隔，θ
min
表示搜索的目标最小初始径向角度，θ
q
表示第q个搜索的初始径向角度；步骤2.3：执行相干积累处理得到每组离散化搜索参数的相干积累脉冲压缩信号；所述每组离散化搜索参数的相干积累脉冲压缩信号为：所述每组离散化搜索参数的相干积累脉冲压缩信号为：其中，G(r
0,i
,v
p
,θ
q
)表示在第i个搜索的初始径向距离第p个搜索的真实速度第q个搜索的初始径向角度下的相干积累脉冲压缩信号，r(t
m
)表示在t
m
时刻搜索的雷达与目标间的瞬时径向距离，r
0,i
表示在第i个搜索的初始径向距离，i∈[0,N
r
‑
1]，N
r
表示初始径向距离搜索的个数，v
p
...

【专利技术属性】
技术研发人员：田应伟，刘赣，文必洋，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：