专利名称：一种杂波强弱划分的自适应动目标检测的制作方法
技术领域：
本发明属于雷达信号处理中的目标检测技术领域，具体涉及一种杂波强弱划分的自适应动目标检测。
背景技术：
目标检测是雷达信号处理系统必不可少的组成部分。传统的脉冲多普勒雷达的动目标检测方法，主要包括加权FFT和MTI+加权FFT这样两种方法，其处理方法运算量�。子谑迪�。使用加权FFT算法，为了得到较大的地杂波改善因子，不管是杂波区还是非杂波区，都需要进行加权，多数采用窗函数来实现，信噪比一般会有1.5dB左右的损失。而对于MTI+FFT的方法，采用多脉冲对消的方法，虽然能够较好地抑制地杂波的影响，但是会造成不同速度通道的响应出现差别，影响目标真实多普勒的求取。动目标检测的输入为脉冲多普勒雷达的M次雷达回波数据，经过数据重排后将相同距离单元的M个数据，经过M个不同频率响应的M阶滤波器，得到M个数据输出，分别对应不同的多普勒通道。使用FFT能够同时实现M个不同频率响应的M阶滤波器，而如果采用滤波器组来实现的话，则需要M个独立的M阶复数滤波器。
发明内容
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种杂波强弱划分的自适应动目标检测，可以应用于杂波背景下进行动目标检测的军用和民用脉冲多普勒雷达产品领域。技术方案—种杂波强弱划分的自适应动目标检测，其特征在于步骤如下步骤1:对脉冲多普勒雷达一个相干处理间隔内M次回波数据，进行数据排列得到重排数据S。。,所述Sep包含M行N列个数据，M为回波次数，N为距离单元数；步骤2 :对数据Sep,以列为单元，采用M点FFT进行处理，并求取模值，得到辅助通道的距离多普勒平面数据Xf;所述Xf包含MdXN个数据，Md为多普勒通道，数值上与回波次数M相等；选取多普勒通道1、2、3、4、Md-2、Md-U Md作为地物杂波通道，剩余多普勒通道为气象杂波通道；步骤3 :选取相同距离单元上的地物杂波通道数据中的最大值作为本相干处理间隔辅助通道地物杂波数据Xdn+1，将Xdn+1与地物杂波图数据Ydn进行加权求和Ydn+1 =Xdn+1Xkd+YdnX (l_kd)，得到新的地物杂波图数据Ydn+1 ;其中加权系数kd为地物杂波图更新系数；选取相同距离单元上的气象杂波通道数据中的最大值作为本相干处理间隔辅助通道气象杂波数据Xqn+1，将Xqn+1与气象杂波图数据Yqn进行加权求和Yqn+1 =Xqn+1XkQ+YqnX (l-kq)，得到新的气象杂波图数据Yqn+1 ;其中加权系数kq为气象杂波图更新系数；
步骤4:对地物杂波和气象杂波等级进行判断:将任意距离单元上的地物杂波图数据Ydn+1(i)除以雷达基底噪声Antjise，根据比值将地物杂波分为三个等级:无地物杂波:若比值在区间
，则视该距离单元上无地物杂波；弱地物杂波:若比值在区间(5，100],则视该距离单元上存在弱地物杂波；强地物杂波:若比值在区间(100，+ -),则视该距离单元上存在强地物杂波；将任意距离单元上的气象杂波图数据Yqn+1(i)除以雷达基底噪声Antjise，根据比值将气象杂波分为三个等级:无气象杂波:若比值在区间
，则视该距离单元上无气象杂波；弱气象杂波:若比值在区间(5，100],则视该距离单元上存在弱气象杂波；强气象杂波:若比值在区间(100，+ -),则视该距离单元上存在强气象杂波；所述雷达基底噪声Amise为雷达不开机时的电噪声平均值；步骤5:根据步骤4得到的地物杂波和气象杂波等级，对重排数据Sct采取适应的滤波处理以实现自适应动目标检测:情况1:若为无地物杂波和无气象杂波情况时，采用M个不加窗的滤波器权系数，对重排数据Sct进行fir滤波处理，实现自适应动目标检测；情况2:若为无地物杂波和弱气象杂波、或者情况3:弱地物杂波和弱气象杂波、或者情况4:强地物杂波和弱气象杂波时，采用30dB切比雪夫加窗并且在归一化频率O处存在凹口的滤波器权系数，对重排数据Sep进行fir滤波处理，可实现自适应动目标检测；情况5:若为无地物杂波和强气象杂波、或者情况6:弱地物杂波和强气象杂波、或者情况7:强地物杂波和强气象杂波时，采用45dB切比雪夫加窗并且在归一化频率O处存在凹口的滤波器权系数，对重排数据Sep进行fir滤波处理，实现自适应动目标检测；情况8:若为弱地物杂波和无气象杂波、或者情况9:强地物杂波和无气象杂波时，采用不加窗并且在归一化频率O处存在凹口的滤波器权系数，对重排数据Sep进行fir滤波处理，实现自适应动目标检测。所述M为2的η次幂。所述加权系数kd的取值域为(0，0.125]。所述加权系数kq的取值域为(0，0.25]。有益效果本发明提出的一种杂波强弱划分的自适应动目标检测，针对不同杂波背景下，杂波改善因子和检测能力矛盾的问题提出的解决方案，将脉冲多普勒雷达一个相干处理间隔内的M次回波数据进行重排，将重排后的数据分为主辅两个通道。其中辅助通道采用FFT进行处理，并建立辅助通道杂波图，作为主通道fir滤波器组权系数选择的依据；主通道采用fir滤波器组实现，每一个滤波器的M阶权系数预先计算好并存储在片内的ROM中，每一个滤波器的权系数包括4个，分别对应不同的地杂波和气象杂波情况，并根据辅助通道杂波图，选择4个权系数的一个作为主通道fir滤波器权系数。与传统方法相比，本发明的优越性在于1、使用主辅两个通道进行处理，辅助通道采用FFT进行处理，主通道采用fir滤波器组来实现；
2、建立辅助通道杂波图，指示雷达当前杂波背景，并根据杂波强弱，选择主通道fir滤波器的权系数。
图1:本发明中情况I时的滤波器组的频率响应曲线；图2:本发明中为情况2、或者情况3、或者情况4时的滤波器组的频率响应曲线；图3:本发明中为情况5、或者情况6、或者情况7时的滤波器组的频率响应曲线；图4:本发明中为情况8、或者情况9时的滤波器组的频率响应曲线。
具体实施例方式现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:步骤一: 对脉冲多普勒雷达一个相干处理间隔内M次回波数据，进行数据排列得到重排数据Scp,所述Sct包含M行N列个数据，M为回波次数，N为距离单元数；所述M为2的η次幂；步骤二:步骤1:对数据Sep,以列为单元，采用M点FFT进行处理，并求取模值，得到辅助通道的距离多普勒平面数据Xf;所述Xf包含MdXN个数据，Md为多普勒通道，数值上与回波次数M相等；选取多普勒通道1、2、3、4、Md-2、Md-U Md作为地物杂波通道，剩余多普勒通道为气象杂波通道；步骤2:选取相同距离单元上的地物杂波通道数据中的最大值作为本相干处理间隔辅助通道地物杂波数据Xdn+1，将Xdn+1与地物杂波图数据Ydn进行加权求和，产生新的地物杂波图数据Ydn+1，计算公式为:Ydn+1 = Xdn+1Xkd+YdnX (l-kd),其中加权系数1^为地物杂波图更新系数，值域为(0,0.125]；选取相同距离单元上的气象杂波通道数据中的最大值作为本相干处理间隔辅助通道气象杂波数据Xqn+1，将Xqn+1与气象杂波图数据Yqn进行加权求和，产生新的气象杂波图数据Yqn+1，计算公式为:Yqn+1 = Xqn+1XkQ+YqnX (l-kq)，其中加权系数k,为气象杂波图更新系数，值域为(O, 0.25]；步骤3:将任意距离单元上的地物杂波图数据Ydn+1(i)除以雷达基底噪声Antjise，若比值在区间
，则视该距离单元上无地物杂波；若比值在区间(5，100],则视该距离单元上存在弱地物杂波；若比值在区间(100，+⑴)，则视该距离单元上存在强地物杂波；所述雷达基底噪声Amise为雷达不开机时的电噪声平均值；将任意距离单元上的气象杂波图数据Yqn+1(i)除以雷达基底噪声Antjise，若比值在区间
，则视该距离单元上无气象杂波；若比值在区间(5，100],则视该距离单元上存在弱气象杂波；若比值在区间(100，+⑴)，则视该距离单元上存在强气象杂波；所述雷达基底噪声Amise为雷达不开机时的电噪声平均值；步骤三:若距离单元i上为无地物杂波和无气象杂波的杂波分布情况，则使用M个不加窗的滤波器权系数，对重排数据Sct进行fir滤波处理，即可实现自适应动目标检测。若距离单元i上为无地物杂波和弱气象杂波、或者弱地物杂波和弱气象杂波、或者强地物杂波和弱气象杂波的杂波分布情况，则使用30dB切比雪夫加窗并且在归一化频率O处存在凹口的滤波器权系数，对重排数据Sep进行fir滤波处理，即可实现自适应动目标检测。若距离单元i上为无地物杂波和强气象杂波、或者弱地物杂波和强气象杂波、或者强地物杂波和强气象杂波的杂波分布情况，则使用45dB切比雪夫加窗并且在归一化频率O处存在凹口的滤波器权系数，对重排数据Sep进行fir滤波处理，即可实现自适应动目标检测。若距离单元i上为弱地物杂波和无气象杂波、或者强地物杂波和无气象杂波的杂波分布情况，则使用不加窗并且在归一化频率O处存在凹口的滤波器权系数，对重排数据Scp进行fir滤波处理，即可实现自适应动目标检测。如图1 4所示，分别为四组滤波器组的频率响应曲线。
权利要求
1.一种杂波强弱划分的自适应动目标检测，其特征在于步骤如下: 步骤1:对脉冲多普勒雷达一个相干处理间隔内M次回波数据，进行数据排列得到重排数据S。。,所述Sep包含M行N列个数据，M为回波次数，N为距离单元数； 步骤2:对数据Sep,以列为单元，采用M点FFT进行处理，并求取模值，得到辅助通道的距离多普勒平面数据Xf ;所述Xf包含MdxN个数据，Md为多普勒通道，数值上与回波次数M相等；选取多普勒通道1、2、3、4、Md-2、Md-U Md作为地物杂波通道，剩余多普勒通道为气象杂波通道； 步骤3:选取相同距离单元上的地物杂波通道数据中的最大值作为本相干处理间隔辅助通道地物杂波数据Xdn+1JfXdn+1与地物杂波图数据Ydn进行加权求和:Ydn+1 =Xdn+1Xkd+YdnX (l_kd)，得到新的地物杂波图数据Ydn+1 ;其中加权系数kd为地物杂波图更新系数； 选取相同距离单元上的气象杂波通道数据中的最大值作为本相干处理间隔辅助通道气象杂波数据Xqn+1，将Xqn+1与气象杂波图数据Yqn进行加权求和:Yqn+1 =Xqn+1XkQ+YqnX (l-kq)，得到新的气象杂波图数据Yqn+1 ;其中加权系数kq为气象杂波图更新系数； 步骤4:对地物杂波和气象杂波等级进行判断: 将任意距离单元上的地物杂波图数据Ydn+1(i)除以雷达基底噪声Antjise，根据比值将地物杂波分为三个等级: 无地物杂波:若比值在区间[O，5]，则视该距离单元上无地物杂波； 弱地物杂波:若比值在 区间(5，100],则视该距离单元上存在弱地物杂波； 强地物杂波:若比值在区间(100，+ -)，则视该距离单元上存在强地物杂波； 将任意距离单元上的气象杂波图数据Yqn+1(i)除以雷达基底噪声Antjise，根据比值将气象杂波分为三个等级: 无气象杂波:若比值在区间
，则视该距离单元上无气象杂波； 弱气象杂波:若比值在区间(5，100],则视该距离单元上存在弱气象杂波； 强气象杂波:若比值在区间(100，+ -)，则视该距离单元上存在强气象杂波； 所述雷达基底噪声Antjise为雷达不开机时的电噪声平均值； 步骤5:根据步骤4得到的地物杂波和气象杂波等级，对重排数据Sc5采取适应的滤波处理以实现自适应动目标检测: 情况1:若为无地物杂波和无气象杂波情况时，采用M个不加窗的滤波器权系数，对重排数据Sep进行fir滤波处理，实现自适应动目标检测； 情况2:若为无地物杂波和弱气象杂波、或者情况3:弱地物杂波和弱气象杂波、或者情况4:强地物杂波和弱气象杂波时，采用30dB切比雪夫加窗并且在归一化频率O处存在凹口的滤波器权系数，对重排数据Sct进行fir滤波处理，可实现自适应动目标检测； 情况5:若为无地物杂波和强气象杂波、或者情况6:弱地物杂波和强气象杂波、或者情况7:强地物杂波和强气象杂波时，采用45dB切比雪夫加窗并且在归一化频率O处存在凹口的滤波器权系数，对重排数据Sct进行fir滤波处理，实现自适应动目标检测； 情况8:若为弱地物杂波和无气象杂波、或者情况9:强地物杂波和无气象杂波时，采用不加窗并且在归一化频率O处存在凹口的滤波器权系数，对重排数据Scp进行fir滤波处理，实现自适应动目标检测。
2.根据权利要求1所述杂波强弱划分的自适应动目标检测，其特征在于:所述M为2的η次幂。
3.根据权利要求1所述杂波强弱划分的自适应动目标检测，其特征在于:所述加权系数kd的取值域为(O, 0.125]。
4.根据权利要 求1所述杂波强弱划分的自适应动目标检测，其特征在于:所述加权系数kq的取值域为(O，0.25]。
全文摘要
本发明涉及一种杂波强弱划分的自适应动目标检测，将脉冲多普勒雷达一个相干处理间隔内的M次回波数据进行重排，将重排后的数据分为主辅两个通道。其中辅助通道采用FFT进行处理，并建立辅助通道杂波图，作为主通道fir滤波器组权系数选择的依据；主通道采用fir滤波器组实现，每一个滤波器的权系数包括4个，分别对应不同的地杂波和气象杂波情况，并根据辅助通道杂波图，选择4个权系数的一个作为主通道fir滤波器权系数。本发明的优越性在于使用主辅两个通道进行处理，辅助通道采用FFT进行处理，主通道采用fir滤波器组来实现；建立辅助通道杂波图，指示雷达当前杂波背景，并根据杂波强弱，选择主通道fir滤波器的权系数。
文档编号G01S7/41GK103076601SQ201210590840
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者袁子乔, 罗丁利 申请人:西安电子工程研究所
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
