[发明专利]一种综合的动目标检测滤波器设计方法

权利要求书

1.一种综合的动目标检测滤波器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取雷达回波信号，所述雷达回波信号包含N'个脉冲数据，并设定动目标检测滤波器个数为N；

将雷达回波信号包含的N'个脉冲数据记为雷达回波数据矢量x；N'、N分别为大于0的正整数；

步骤2，根据设定的动目标检测滤波器个数为N，分别确定采用简化有限长脉冲FIR方法设计的FIR滤波器个数为2M，同时确定采用动目标显示级联快速傅里叶变换方法设计的MTI级联FFT的滤波器个数为N-2M，

步骤3，对前M个滤波器和后M个滤波器分别采用简化有限长脉冲FIR方法，进而得到2M个FIR滤波器对应的输出频率响应；其中前M个滤波器为N个滤波器中第1个滤波器至第M个滤波器，后M个滤波器为N个滤波器中第N-M+1个滤波器至第N个滤波器；

步骤4，对中间的N-2M个滤波器分别采用动目标显示MTI级联FFT的滤波器的设计方法，进而得到N-2M个MTI级联FFT的滤波器的频率响应；其中中间的N-2M个滤波器为N个滤波器中第M+1个滤波器至第N-M个滤波器；

步骤5，最终得到整个脉冲重复周期内的动目标检测滤波器组，所述整个脉冲重复周期内的动目标检测滤波器组包含N个滤波器，其中前M个滤波器和后M个滤波器分别为FIR滤波器，且前M个FIR滤波器和后M个FIR滤波器分别为2M个FIR滤波器对应的输出频率响应中间的N-2M个滤波器分别为N-2M个MTI级联FFT的滤波器的频率响应；

在步骤3中，所述2M个FIR滤波器对应的输出频率响应，其得到过程为：

将第k个FIR滤波器中N个端头的权因子记为其表达式为：

w_ki表示第k个FIR滤波器中第i个端头的权因子值，k∈{1,2,…,N}，d∈{1,2,…,N}；N表示设定的动目标检测MTD滤波器个数，且设定的动目标检测MTD滤波器个数取值与每个FIR滤波器包含的端头个数相同；进而得到第k个FIR滤波器的优化导频矢量

f_k表示第k个滤波器的中心频率，Tr表示脉冲重复周期；

若设定的动目标检测MTD滤波器个数为偶数，则计算第k个FIR滤波器的优化导频矢量为：

进而计算得到第k个FIR滤波器中N个端头的权因子为：

k∈{1,2,…,N}，d∈{1,2,…,N}，j'∈{1,2,…,N/2}，w_ki表示第k个FIR滤波器中第i个端头的权因子值，w_kj'表示第k个FIR滤波器中第j'个端头的权因子值，N表示设定的动目标检测MTD滤波器个数，上标*表示取共轭操作；

进而计算得到第N-k+1个FIR滤波器的优化加权因子其表达式为：

k∈{1,2,…,N}，d∈{1,2,…,N}，j'∈{1,2,…,N/2}，w_(N+1-k)i为第N+1-k个FIR滤波器中第i个端头的权因子值，w_kj'表示第k个FIR滤波器中第j'个端头的权因子值，N表示设定的动目标检测MTD滤波器个数，上标*表示取共轭操作；

则采用第k个FIR滤波器的优化加权因子对雷达回波数据矢量x进行滤波，得到经过第k个FIR滤波器后的雷达回波数据矢量y_k，其表达式为：

其中，k∈{1,2,…,N}，l∈{1,2,…,N/2}，w_klr为w_kl的实部，w_kli为w_kl的虚部，x_l为雷达回波信号中的第l个脉冲数据，x_N+1-l为雷达回波信号中的第N+1-l个脉冲数据，x_lr为x_l的实部，x_li为x_l的虚部，x_(N+1-l)r为x_N+1-l的实部，x_(N+1-l)i为x_N+1-l的虚部，w_kl为第k个FIR滤波器中第l个端头的权因子值，j表示虚数单位；

又采用第N-k+1个FIR滤波器的优化加权因子对雷达回波数据矢量x进行滤波，得到经过N-k+1个FIR滤波器后的雷达回波数据矢量y_N+1-k，其表达式为：

其中，w_(N-k+1)li为w_(N-k+1)l的虚部，w_(N-k+1)lr为w_(N-k+1)l的实部，w_(N-k+1)l为第N-k+1个FIR滤波器中第l个端头的权因子值；

定义每个FIR滤波器的输出频率响应为对应FIR滤波器的优化加权因子与FIR滤波器的输入数据x(f)的乘积，x(f)＝[1,e^j2πfTr,e^j2π2fTr,…,e^j2π(N-1)fTr]^T，f为多普勒频率，上标T表示转置操作；且每一个FIR滤波器的输入数据分别相同；因此计算得到第l'个FIR滤波器的输出频率响应H_l'(f)，l'∈{1,2,…,M,N-M+1,N-M+2,…,N}；

依次令l'分别取1至M，以及令l'分别取N-M+1至N，分别得到第1个FIR滤波器的输出频率响应H₁(f)至第M个FIR滤波器的输出频率响应H_M(f)，以及第N-M+1个FIR滤波器的输出频率响应H_N-M+1(f)至第N个FIR滤波器的输出频率响应H_N(f)，并记为2M个FIR滤波器对应的输出频率响应