复杂杂波背景下检测低慢小目标的雷达信号处理方法.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CN111913158A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号202010994601.4(22)申请日2020.09.21(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人王昊江珊徐达龙陶诗飞王岩(74)专利代理机构南京德铭知识产权代理事务所(普通合伙)32362代理人奚鎏(51)Int.Cl.G01S7/36(2006.01)G01S13/88(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图5页(54)发明名称复杂杂波背景下检测低慢小目标的雷达信号处理方法(57)摘要本发明提供了一种复杂杂波背景下检测低慢小目标的雷达信号处理方法，包括：对采样的动目标回波脉冲序列的每一距离单元内的慢时间数据序列进行谱分析获得多普勒域数据；对多普勒域数据进行滑窗处理且获取每个参考窗中统计方差、统计均值，以及前后两个参考窗的统计均值比；根据统计方差和统计均值判断每个参考窗内背景杂波的均匀性；根据背景杂波的均匀性选择对应的恒虚警检测算法获取参考窗内目标点迹；根据点迹信息获取目标的速度、俯仰、方位、距离。CN111913158ACN111913158A权利要求书1/3页1.一种复杂杂波背景下检测低慢小目标的雷达信号处理方法，其特征在于，包括：对采样的动目标回波脉冲序列的每一距离单元内的慢时间数据序列进行谱分析获得多普勒域数据；对多普勒域数据进行滑窗处理且获取每个参考窗中统计方差VI、统计均值，以及前后两个参考窗的统计均值比MR；根据统计方差和统计均值判断每个参考窗内背景杂波的均匀性；根据背景杂波的均匀性选择对应的恒虚警检测算法获取目标点迹；根据点迹信息获取目标的速度、俯仰、方位、距离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，参考窗的统计方差VI其中，为参考窗内n个距离单元的方差，为参考窗内n个距离单元的均值，Xi为每个距离单元的数据幅度，为参考窗内n个距离单元的算术平均值；前后两个参考窗的统计均值比MR其中，分别为前沿和后沿参考窗的平均电平，N表示前后两个参考窗的总长度，n表示前沿参考窗的长度，xi表示参考窗中第i个数据的幅度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，参考窗内背景杂波的均匀性的判断方法为：设定均匀区域阈值KVI和均值比阈值KMR，通过VI与KVI的比较判断参考窗所在区域是均匀区域还是非均匀区域，通过MR与KMR的比较判断参考窗是否为均匀杂波背景，判断如下式其中，KVI为均匀区域阈值，KMR为均值比阈值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，恒虚警检测算法的选择方法为：-1(1)若VIA≤KVI且VIB≤KVI且KMR≤MR≤KMR，则选择单元平均恒虚警检测算法；-1(2)若VIA≤KVI且VIB≤KVI且MR＜KMR，或VIA≤KVI且VIB≤KVI且MR＞KMR，则选择最大选择恒虚警检测算法；(3)若VIA＞KVI且VIB≤KVI，或VIA≤KVI且VIB＞KVI，则选择单元平均恒虚警检测算法；2CN111913158A权利要求书2/3页(4)若VIA＞KVI且VIB＞KVI，则选择最小恒虚警检测算法；其中VIA为前沿参考窗的统计方差，VIB为后沿参考窗的，KVI为均匀区域阈值，KMR为均值比阈值。5.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取目标点迹的方法为：根据恒虚警检测类型获得恒虚警检测门限；若距离单元的幅度大于检测门限，则表示有目标，否则表示无目标。6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于，获取目标点迹包括滤除虚假点迹信息，滤除虚假点迹信息的具体过程为：获取系统的杂波电平估计clutter_amp和噪声电平估计noise_amp；选取杂波系数δ和噪声干扰系数γ；若clutter_amp*δ＞target_amp或noise_amp*γ＞target_amp，则表示该目标点迹虚假点迹，对其滤除。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，目标速度v根据下式获得fd＝k'*Δfdk'＝k0+Δk其中，λ为回波波长，Δk为插值峰相对真实峰k0的位置，k’为估计的峰值位置，Δfd表示多普额分辨率，N表示积累点数，PRT表示脉冲重复周期，fd表示多普勒频率。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，目标俯仰角根据和差比幅测角查比幅表获得，其中和差比幅测角为*其中，Δ表示差通道数据，实部ΔI，虚部ΔQ；Σ表示和通道数据，实部ΣI，虚部ΣQ，Σ表示和通道数据的共轭。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，方位角获取方法为：将和通道中一个相参处理周期的数据分为三段；各段分别补零做FFT；获取每段方位的雷达发射的测角波束的方位角A_s其中，m、n分别为每段数据的边界，A_zt为系统旋转角度，t为相参处理周