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一種基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理方法，包括以下步驟：(1)對(duì)脈壓后信號(hào)經(jīng)過信號(hào)預(yù)處理；(2)對(duì)步驟1得到的信號(hào)進(jìn)行濾波，分為檢測(cè)和追蹤兩種狀態(tài)：檢測(cè)狀態(tài)采用M路MTD濾波器輸出M路多普勒頻率通道的目標(biāo)信號(hào)，追蹤狀態(tài)采用追蹤濾波器對(duì)特定多普勒頻率信號(hào)進(jìn)行濾波；(3)對(duì)步驟（2）的輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行雜波圖處理；(4)對(duì)步驟（3）的結(jié)果，進(jìn)行恒虛警處理；(5)根據(jù)雜波分布，對(duì)雜波特性進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)雜波區(qū)分類，對(duì)應(yīng)各種雜波區(qū)采用對(duì)應(yīng)的檢測(cè)門限，進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)；(6)將各個(gè)通道相同距離元的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行合成，獲取距離單元的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。
【專利說明】一種基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雷達(dá)數(shù)據(jù)處理方法，特別是一種基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(MTD, Moving Target Detect, MTD)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(Moving Target Detect, MTD)是雷達(dá)信號(hào)處理中雜波抑制的重要技術(shù)。雷達(dá)信號(hào)處理中的雜波包括地物雜波、海浪雜波、氣象雜波等。MTD處理是對(duì)雷達(dá)回波信號(hào)進(jìn)行相干積累匹配濾波，其特點(diǎn)是有很好的抑制動(dòng)雜波能力、提高目標(biāo)的信噪比。MTD處理采用窄帶多普勒濾波器組來覆蓋整個(gè)雷達(dá)重復(fù)頻率的范圍，由于雜波和目標(biāo)的多普勒頻率不同，它們出現(xiàn)在不同的窄帶濾波器中，從而可方便地濾除雜波、保留信號(hào)，從而提高雷達(dá)檢測(cè)目標(biāo)信號(hào)的能力。所以，對(duì)MTD技術(shù)的分析和研究，不僅在理論上具有重要意義，在實(shí)用中也有迫切需求。
[0003]動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)(MTD)雷達(dá)使用了各種濾波器，濾除固定雜波而取出運(yùn)動(dòng)雜波的回波，能改善在雜波背景下檢測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的能力，提高雷達(dá)的抗干擾能力。通過用多個(gè)帶通濾波器組成的濾波器組對(duì)雷達(dá)回波進(jìn)行濾波處理，再對(duì)濾波器組輸出進(jìn)行檢測(cè)來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的。
[0004]如何提高M(jìn)TD性能，一直都是雷達(dá)數(shù)據(jù)處理的熱點(diǎn)問題。通過對(duì)不同距離分段加權(quán)，并且對(duì)不同加權(quán)系數(shù)加以一系列的優(yōu)化控制，能夠減小濾波器通道之間的跨越損失，提高雷達(dá)在強(qiáng)雜波背景下的弱小目標(biāo)檢測(cè)能力。
[0005]現(xiàn)有的MTD技術(shù)存在以下的缺點(diǎn):(1)由于雷達(dá)數(shù)據(jù)受到CPI的約束，一個(gè)波束中只有有限數(shù)目的CPI數(shù)據(jù)，限制了 MTD的濾波器通道個(gè)數(shù)，有限的濾波器通道，不可能完全覆蓋所有的頻域，兩個(gè)相鄰濾波器之間必然存在跨越和交叉。(2)傳統(tǒng)的MTD處理，濾波器組的中心位置是固定的，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的多普勒頻率可能落在兩個(gè)相鄰濾波器之間的任何地方，因此會(huì)發(fā)生信號(hào)損失。MTD性能直接受到跨越損失和交叉損失的影響，在損失嚴(yán)重的情況下會(huì)導(dǎo)致雜波抑制的失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理。
[0007]本發(fā)明公開了一種基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理方法，包括以下步驟:
[0008](I)對(duì)脈壓后信號(hào)經(jīng)過信號(hào)預(yù)處理，去除信號(hào)中的干擾和雜波。
[0009](2)對(duì)步驟I得到的信號(hào)進(jìn)行濾波，分為檢測(cè)和追蹤兩種狀態(tài):檢測(cè)狀態(tài)采用M路MTD濾波器輸出M路多普勒頻率通道的目標(biāo)信號(hào)，追蹤狀態(tài)采用追蹤濾波器對(duì)特定多普勒頻率信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0010](3)對(duì)步驟⑵的輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行雜波圖處理；[0011](4)對(duì)步驟(3)的結(jié)果，進(jìn)行恒虛警處理；
[0012](5)根據(jù)雜波分布，對(duì)雜波特性進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)雜波區(qū)分類，對(duì)應(yīng)各種雜波區(qū)采用對(duì)應(yīng)的檢測(cè)門限，進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)；目標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)再經(jīng)過滑窗檢測(cè)，根據(jù)區(qū)域類型，分別設(shè)置滑窗檢測(cè)門限；
[0013](6)將各個(gè)通道相同距離元的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行合成，獲取距離單元的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。
[0014]本發(fā)明步驟(2)中，追蹤濾波器對(duì)特定多普勒頻率信號(hào)進(jìn)行濾波包括，將追蹤濾波器的最大零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)信號(hào)，并估計(jì)目標(biāo)信號(hào)的多普勒頻率中心。
[0015]本發(fā)明中，追蹤濾波器估計(jì)目標(biāo)的多普勒頻率中心時(shí):如果追蹤濾波器處于追蹤狀態(tài)，利用目標(biāo)檢測(cè)的速度變化估計(jì)多普勒頻率中心；如果追蹤濾波器處于檢測(cè)狀態(tài)，利用經(jīng)典譜估計(jì)算法周期圖法，或質(zhì)心算法估計(jì)多普勒頻率中心。
[0016]本發(fā)明中，步驟(2)中，追蹤狀態(tài)下采用以下公式估計(jì)多普勒頻率中心:
【權(quán)利要求】
1.一種基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)對(duì)脈壓信號(hào)預(yù)處理，去除信號(hào)中的干擾和雜波； (2)對(duì)步驟I得到的信號(hào)進(jìn)行濾波，分為檢測(cè)和追蹤兩種狀態(tài):檢測(cè)狀態(tài)采用M路MTD濾波器輸出M路多普勒頻率通道的目標(biāo)信號(hào)，追蹤狀態(tài)采用追蹤濾波器對(duì)特定多普勒頻率信號(hào)進(jìn)行濾波； (3)對(duì)步驟(2)的輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行雜波圖處理； (4)對(duì)步驟(3)的結(jié)果，進(jìn)行恒虛警處理； (5)根據(jù)雜波分布，對(duì)雜波特性進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)雜波區(qū)分類，對(duì)應(yīng)各種雜波區(qū)采用對(duì)應(yīng)的檢測(cè)門限，進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)；目標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)再經(jīng)過滑窗檢測(cè)，根據(jù)區(qū)域類型，分別設(shè)置滑窗檢測(cè)門限； (6)將各個(gè)通道相同距離元的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行合成，獲取距離單元的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理，其特征在于，步驟(2)中，追蹤濾波器對(duì)特定多普勒頻率信號(hào)進(jìn)行濾波包括，將追蹤濾波器的最大零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)信號(hào)，并估計(jì)目標(biāo)信號(hào)的多普勒頻率中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理，其特征在于，追蹤濾波器估計(jì)目標(biāo)的多普勒頻率中心時(shí):如果追蹤濾波器處于追蹤狀態(tài)，利用目標(biāo)檢測(cè)的速度變化估計(jì)多普勒頻率中心；如果追蹤濾波器處于檢測(cè)狀態(tài)，利用經(jīng)典譜估計(jì)算法周期圖法，或質(zhì)心算法估計(jì)多普勒頻率中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理，其特征在于:步驟(2)中，追蹤狀態(tài)下采用以下公式估計(jì)多普勒頻率中心:
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理，其特征在于:步驟(2)中，檢測(cè)狀態(tài)下質(zhì)心算法估計(jì)多普勒頻率中心包括以下步驟: (a)對(duì)于步驟(1)得到的脈壓信號(hào)？111(11):
Pm (η)，n=0, I,...，N-l, Hi=Hi1, π^+1,...，m2, m是參與信號(hào)功率譜估計(jì)的距離單元，In1是距離起始單元，m2是距離終止單元，N為脈壓信號(hào)的長(zhǎng)度，η表不對(duì)應(yīng)脈壓信號(hào)； (b)計(jì)算功率譜Sm(η):
Sm(η) = |FFT[sm(η)] 2 ； (c)計(jì)算所有距離單元的功率譜平均值S(η):
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理，其特征在于:步驟(2)中，檢測(cè)狀態(tài)下利用經(jīng)典譜估計(jì)的周期圖法估計(jì)多普勒頻率中心:通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行FFT處理，對(duì)頻譜的幅值進(jìn)行平方，估計(jì)信號(hào)頻率中心，即多普勒頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于追蹤濾波器的雷達(dá)數(shù)據(jù)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)處理，其特征在于:對(duì)信號(hào)先進(jìn)行加權(quán)自相關(guān)再進(jìn)行FFT處理。
【文檔編號(hào)】G01S7/36GK103885053SQ201410120474
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】龍超, 林學(xué), 黃紹斌, 趙春光 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所