一種基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理方法,包括以下步驟:(1)對脈壓后信號經過信號預處理;(2)對步驟1得到的信號進行濾波,分為檢測和追蹤兩種狀態:檢測狀態采用M路MTD濾波器輸出M路多普勒頻率通道的目標信號,追蹤狀態采用追蹤濾波器對特定多普勒頻率信號進行濾波;(3)對步驟(2)的輸出數據,進行雜波圖處理;(4)對步驟(3)的結果,進行恒虛警處理;(5)根據雜波分布,對雜波特性進行分析計算,對雜波區分類,對應各種雜波區采用對應的檢測門限,進行目標檢測;(6)將各個通道相同距離元的檢測信號進行合成,獲取距離單元的目標檢測結果。
【專利說明】一種基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雷達數據處理方法,特別是一種基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測(MTD, Moving Target Detect, MTD)處理方法。
【背景技術】
[0002]動目標檢測(Moving Target Detect, MTD)是雷達信號處理中雜波抑制的重要技術。雷達信號處理中的雜波包括地物雜波、海浪雜波、氣象雜波等。MTD處理是對雷達回波信號進行相干積累匹配濾波,其特點是有很好的抑制動雜波能力、提高目標的信噪比。MTD處理采用窄帶多普勒濾波器組來覆蓋整個雷達重復頻率的范圍,由于雜波和目標的多普勒頻率不同,它們出現在不同的窄帶濾波器中,從而可方便地濾除雜波、保留信號,從而提高雷達檢測目標信號的能力。所以,對MTD技術的分析和研究,不僅在理論上具有重要意義,在實用中也有迫切需求。
[0003]動目標檢測(MTD)雷達使用了各種濾波器,濾除固定雜波而取出運動雜波的回波,能改善在雜波背景下檢測運動目標的能力,提高雷達的抗干擾能力。通過用多個帶通濾波器組成的濾波器組對雷達回波進行濾波處理,再對濾波器組輸出進行檢測來發現目標的。
[0004]如何提高MTD性能,一直都是雷達數據處理的熱點問題。通過對不同距離分段加權,并且對不同加權系數加以一系列的優化控制,能夠減小濾波器通道之間的跨越損失,提高雷達在強雜波背景下的弱小目標檢測能力。
[0005]現有的MTD技術存在以下的缺點:(1)由于雷達數據受到CPI的約束,一個波束中只有有限數目的CPI數據,限制了 MTD的濾波器通道個數,有限的濾波器通道,不可能完全覆蓋所有的頻域,兩個相鄰濾波器之間必然存在跨越和交叉。(2)傳統的MTD處理,濾波器組的中心位置是固定的,運動目標的多普勒頻率可能落在兩個相鄰濾波器之間的任何地方,因此會發生信號損失。MTD性能直接受到跨越損失和交叉損失的影響,在損失嚴重的情況下會導致雜波抑制的失效。
【發明內容】
[0006]發明目的:本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足,提供一種基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理。
[0007]本發明公開了一種基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理方法,包括以下步驟:
[0008](I)對脈壓后信號經過信號預處理,去除信號中的干擾和雜波。
[0009](2)對步驟I得到的信號進行濾波,分為檢測和追蹤兩種狀態:檢測狀態采用M路MTD濾波器輸出M路多普勒頻率通道的目標信號,追蹤狀態采用追蹤濾波器對特定多普勒頻率信號進行濾波;
[0010](3)對步驟⑵的輸出數據,進行雜波圖處理;[0011](4)對步驟(3)的結果,進行恒虛警處理;
[0012](5)根據雜波分布,對雜波特性進行分析計算,對雜波區分類,對應各種雜波區采用對應的檢測門限,進行目標檢測;目標檢測數據再經過滑窗檢測,根據區域類型,分別設置滑窗檢測門限;
[0013](6)將各個通道相同距離元的檢測信號進行合成,獲取距離單元的目標檢測結果。
[0014]本發明步驟(2)中,追蹤濾波器對特定多普勒頻率信號進行濾波包括,將追蹤濾波器的最大零點對準目標信號,并估計目標信號的多普勒頻率中心。
[0015]本發明中,追蹤濾波器估計目標的多普勒頻率中心時:如果追蹤濾波器處于追蹤狀態,利用目標檢測的速度變化估計多普勒頻率中心;如果追蹤濾波器處于檢測狀態,利用經典譜估計算法周期圖法,或質心算法估計多普勒頻率中心。
[0016]本發明中,步驟(2)中,追蹤狀態下采用以下公式估計多普勒頻率中心:
【權利要求】
1.一種基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理方法,其特征在于,包括以下步驟: (1)對脈壓信號預處理,去除信號中的干擾和雜波; (2)對步驟I得到的信號進行濾波,分為檢測和追蹤兩種狀態:檢測狀態采用M路MTD濾波器輸出M路多普勒頻率通道的目標信號,追蹤狀態采用追蹤濾波器對特定多普勒頻率信號進行濾波; (3)對步驟(2)的輸出數據,進行雜波圖處理; (4)對步驟(3)的結果,進行恒虛警處理; (5)根據雜波分布,對雜波特性進行分析計算,對雜波區分類,對應各種雜波區采用對應的檢測門限,進行目標檢測;目標檢測數據再經過滑窗檢測,根據區域類型,分別設置滑窗檢測門限; (6)將各個通道相同距離元的檢測信號進行合成,獲取距離單元的目標檢測結果。
2.根據權利要求1所述的基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理,其特征在于,步驟(2)中,追蹤濾波器對特定多普勒頻率信號進行濾波包括,將追蹤濾波器的最大零點對準目標信號,并估計目標信號的多普勒頻率中心。
3.根據權利要求2所述的基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理,其特征在于,追蹤濾波器估計目標的多普勒頻率中心時:如果追蹤濾波器處于追蹤狀態,利用目標檢測的速度變化估計多普勒頻率中心;如果追蹤濾波器處于檢測狀態,利用經典譜估計算法周期圖法,或質心算法估計多普勒頻率中心。
4.根據權利要求3所述的基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理,其特征在于:步驟(2)中,追蹤狀態下采用以下公式估計多普勒頻率中心:
5.根據權利要求3所述的基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理,其特征在于:步驟(2)中,檢測狀態下質心算法估計多普勒頻率中心包括以下步驟: (a)對于步驟(1)得到的脈壓信號?111(11):
Pm (η),n=0, I,...,N-l, Hi=Hi1, π^+1,...,m2, m是參與信號功率譜估計的距離單元,In1是距離起始單元,m2是距離終止單元,N為脈壓信號的長度,η表不對應脈壓信號; (b)計算功率譜Sm(η):
Sm(η) = |FFT[sm(η)] 2 ; (c)計算所有距離單元的功率譜平均值S(η):
6.根據權利要求3所述的基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理,其特征在于:步驟(2)中,檢測狀態下利用經典譜估計的周期圖法估計多普勒頻率中心:通過對信號進行FFT處理,對頻譜的幅值進行平方,估計信號頻率中心,即多普勒頻率。
7.根據權利要求6所述的基于追蹤濾波器的雷達數據動目標檢測處理,其特征在于:對信號先進行加權自相關再進行FFT處理。
【文檔編號】G01S7/36GK103885053SQ201410120474
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】龍超, 林學, 黃紹斌, 趙春光 申請人:中國電子科技集團公司第二十八研究所