[发明专利]一种非均匀Weibull杂波背景下的CFAR检测方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，涉及雷达自适应检测技术，尤其是自适应恒虚警（CFAR）检测方法。

背景技术

由于CFAR检测可以在变化的杂波环境中维持雷达虚警概率基本不变,而被广泛应用于强杂波背景下雷达目标检测。在CFAR检制中，将待检测单元（CUT）与一个自适应门限比较，自适应门限是利用CUT周围分辨单元数据作为参考单元估计得到的，参考单元的数据与CUT满足独立同分布（IID）。然而在很多雷达实际照射区域中，包含许多不同类型的地貌（如城市地区和海岸等），造成了非均匀的雷达杂波。这些非均匀杂波导致参考单元数据与CUT分布不同，使得目标的检测性能明显下降，特别是杂波边缘处。

高分辨率低擦地角雷达对海面或陆地区域进行检测时，目标所处的杂波背景往往是海杂波或者地杂波，Weibull分布模型是一种广泛应用于海杂波和地杂波建模的幅度分布模型，可以将雷达扫描区域中不同的地形建模为不同分布参数的Weibull分布。因此，适用于非均匀Weibull杂波背景中的CFAR检测方法的设计具有重要研究价值。

目前，国内外对均匀背景下CFAR检测方法的研究已经相当成熟，也提出了一些适用于部分非均匀杂波背景的CFAR检测方法，比如意大利锡拉丘兹大学基于Bayesian推论提出一种部分非均匀背景的CFAR检测方法，可以降低在不稳定的背景环境中自适应门限对环境的敏感度，从而提高CFAR检测方法的性能。但这些CFAR检测方法只适用于均匀或者部分均匀的背景环境，当背景环境复杂且快速变化时，目前已提出的CFAR检测方法无法保证：用于估计CUT自适应门限的分辨单元与CUT具有IID特性，导致CFAR检测方法性能迅速下降。综上所述，目前所提出的大部分CFAR检测方法在实际应用中具有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的提供一种非均匀Weibull杂波背景下的CFAR检测方法，其特征在于：该方法是基于一种M-N杂波边缘二元积累检测方法下的均匀参考单元选择方法，根据尺度参数和形状参数对M-N杂波边缘二元积累检测方法得到的数据进行分类编号，编号后选择与CUT编号相同的分辨单元作为参考窗来进行CFAR检测，包括以下具体步骤：

S1、对雷达回波数据平面取对数处理，并沿距离向以长度为N的参考窗进行滑窗处理，对每个滑窗进行杂波边缘检测。检测过程为：定义一个滑窗内的随机样本，x=[x₀,x₁,…,x_N]^T∈R^N，其中x_n为第n个样本，样本间相互独立，对参考窗进行杂波边缘检测，步骤为：

S11、初始化参考窗内分辨单元数据，为x₁,…,x_n，长度为N，其中ξ=2ln(N)；

S12、假设参考窗中第M和M+1个分辨单元之间存在一个杂波边缘，所述M满足1≤M≤N-1，则杂波边缘将参考窗数据分为y_M∈R^M和z_M∈R^N-M两部分，其中y_M包含X的前M个分量，则z_M包含X后面的N-M个分量，即x=[y_M,z_M]，定义y_M和z_M具有独立同分布，y_M和z_M的概率密度函数分别为和所述是y_M的未知参数，所述是Z_M的未知参数，其中不同于选择利用最大似然估计参数，实现最大，其中sup(·)表示取上界,k为第一个到第M个的概率密度函数，因此