一种动目标检测滤波器组的优化设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112698320A(43)申请公布日2021.04.23(21)申请号202011438733.5(22)申请日2020.12.07(71)申请人南京工业职业技术大学地址210016江苏省南京市秦淮区中山东路532-2号(72)发明人陈希信王洋李坡弓盼张庆海(74)专利代理机构南京灿烂知识产权代理有限公司32356代理人吴亚(51)Int.Cl.G01S13/50(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种动目标检测滤波器组的优化设计方法(57)摘要本发明公开了一种动目标检测滤波器组的优化设计方法，包括以下步骤：1)建立零频率动目标检测滤波器的优化设计准则，并求解此滤波器的单位脉冲响应；2)将所求解的单位脉冲响应分别搬移到一组预先设定的非零频点上，利用所有的单位脉冲响应构造动目标检测滤波器组；3)利用动目标检测滤波器组处理雷达接收信号，实现地物杂波抑制和目标信号增强。在保持设计滤波器与参考滤波器的多普勒频率分辨率相同、信噪比增益相同的情况下，通过使各动目标检测滤波器在设定频率处的响应为零，能显著地提高雷达系统的改善因子，并且可以通过快速傅里叶变换实现，因此具有较高的计算效率。CN112698320ACN112698320A权利要求书1/2页1.一种动目标检测滤波器组的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立零频率动目标检测滤波器的优化设计准则，并求解此滤波器的单位脉冲响应；2)将所求解的单位脉冲响应分别搬移到一组预先设定的非零频点上，利用所有的单位脉冲响应构造动目标检测滤波器组；3)利用动目标检测滤波器组处理雷达接收信号，实现地物杂波抑制和目标信号增强。2.根据权利要求1所述的一种动目标检测滤波器组的优化设计方法，其特征在于：所述步骤1)建立零频率动目标检测滤波器的优化设计准则，并求解此滤波器的单位脉冲响应，具体为，1‑1)零频率动目标检测滤波器，即零频率MTD滤波器的优化设计准则为，式中：g0为已知的参考动目标检测滤波器，即参考MTD滤波器的单位脉冲响应，h0为待设计的零频率MTD滤波器的单位脉冲响应，上标H表示取共轭转置，上标T表示取转置，s.t.表示受限于，矩阵R定义为，式中：为目标的时域导向向量，f为频率，K为雷达2接收到的相参脉冲的个数，Tr为雷达的脉冲重复周期，j为虚数单位，j＝‑1，Δf为零频率点附近的频率范围；1‑2)利用Lagrange乘子法求解式(1)，得到待设计的零频率MTD滤波器的单位脉冲响应h0，‑1h0＝μRg0+g0(3)式中：为Lagrange乘子。3.根据权利要求2所述的一种动目标检测滤波器组的优化设计方法，其特征在于：所述步骤2)将所求解的单位脉冲响应分别搬移到一组预先设定的非零频点上，利用所有的单位脉冲响应构造动目标检测滤波器组，具体为，2‑1)预先设定一组非零频点，即fk＝k/(KTr)，k＝1,2,...,K‑1，将所求解的待设计的零频率MTD滤波器的单位脉冲响应h0分别搬移到该组非零频点上，得到待设计的非零频率MTD滤波器的单位脉冲响应hk，hk＝h0⊙ak，k＝1,2,...,K‑1(4)式中：⊙为Hadamard积，将参考MTD滤波器的单位脉冲响应g0也分别搬移到该组非零频点上，得到非零频率参考MTD滤波器的单位脉冲响应gk，gk＝g0⊙ak，k＝1,2,...,K‑1(5)2‑2)利用所有的设计MTD滤波器的单位脉冲响应hk构造设计滤波器组H，2CN112698320A权利要求书2/2页H＝[h0,h1,…,hK‑1](6)利用所有的参考MTD滤波器的单位脉冲响应gk构造参考滤波器组G，G＝[g0,g1,…,gK‑1](7)。4.根据权利要求3所述的一种动目标检测滤波器组的优化设计方法，其特征在于：所述步骤3)利用动目标检测滤波器组处理雷达接收信号，实现地物杂波抑制和目标信号增强，具体为，3‑1)设雷达接收信号为z，其中包含着地物杂波c，其多普勒频率在零频附近，目标回波信号s，其多普勒频率远离零频，以及高斯白噪声n，即有如下的雷达接收信号z，z＝c+s+n(8)3‑2)利用设计滤波器组H处理雷达接收信号z，得到设计滤波器组输出信号x，利用参考滤波器组G处理雷达接收信号z，得到参考滤波器组输出信号y，即x＝HHz，y＝GHz(9)经过式(9)的处理后，设计滤波器组输出信号x中的地物杂波c受到抑制，同时目标信号s得到增强，参考滤波器组输出信号y中的地物杂波c比设计滤波器组输出信号x中的地物杂波c剩余大。3CN112698320A说明书1/5页一种动目标检测滤波器组的优化设计方法技术领域[0001]本发明涉及动目标检测滤波器组优化，具体为