[发明专利]基于小波去噪的非合作脉冲压缩雷达微弱目标检测方法

说明书

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于小波去噪的非合作脉冲压缩雷达微弱目标检测方法。本发明不直接对带噪回波信号进行去噪，而以匹配滤波后的峰值包络为处理对象，通过小波去噪保留匹配滤波后的回波信号的包络主瓣。回波信号包络的主瓣经过各尺度的小波分解后，能量主要集中在低频部分，只需对小波分解后的低频小波系数设置阈值进行筛选，而将其他分解层置零，从而保留回波信号包络的主瓣而将大部分的噪声滤除，保证了Radon变换能够有效的将回波信号的能量进行积累。本发明可以消除回波信号带内噪声带来的影响，提高回波信号的信噪比，使得直线检测方法能够有效的积累目标回波能量，最终提高检测概率，完成对微弱目标的检测。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于小波去噪的非合作脉冲压缩雷达微弱目标检测方法。

背景技术

现代战场环境下，雷达的效能和生存能力面临越来越严峻的考验，尤其是受到隐身目标、反辐射导弹、低空突防和电子干扰等方面的威胁。无源雷达利用目标反射的第三方辐射源的电磁信号，即目标的回波信号，完成目标的探测和跟踪，而其本身不发射电磁波信号，因而具有良好的“四抗特性”和具有结构简单、造价低廉等优点，引起了学者的广泛关注。其中，发射线性调频(LFM,Linear Formulation Modulated)信号的脉冲压缩雷达是一种常见的辐射源，不少学者针对这种辐射源提出了相应的相参积累方法来实现微弱目标的检测。但是在实际中，对于非合作辐射源来说，要保证接收到的回波信号的相参性是十分困难的。因此，就要利用非相参积累的方法来实现微弱目标的检测。

检测前跟踪(TBD,Trackbefore detect)是一种重要的非相参积累方法，它不对接收到的回波信号的每一帧数据进行检测，而是先将其进行存储，然后在各帧数据间对目标的假设路径所包含的点做非相参积累，根据积累结果检测目标的有无。基于直线检测的TBD算法是一种常用的微弱目标检测方法，常用的直线检测方法有Radon变换和Hough变换。在脉冲压缩雷达中，目标回波经过脉冲压缩后存储排列到了时间-距离(R-t)平面内，在较短时间内目标可以看做进行匀速直线运动，则此时目标回波在R-t平面内就会呈现为一条直线；然后利用Radon变换或Hough变换将R-t平面内直线轨迹包含的回波能量积累起来，利用积累结果实现对微弱目标的检测。

能量积累性能的提升可以通过延长积累时间或是提高信号的信噪比两种方法来实现。对于无源雷达来说，在长时间积累的条件下，目标的运动状态可能改变，其运动轨迹不再是一条直线，导致直线检测的算法性能不能进一步提高。因此，为了保证在一定的积累时间内提高检测概率，必须提高回波信号的信噪比。

为了提高信噪比就必须去除回波信号中的噪声，雷达系统中最简单和常用的就是频域的去噪方法。频域去噪就是将含噪的回波信号进行Fourier变换到频域，利用噪声和信号在频域分布上的不同来设计低通或带通滤波器，滤除带外噪声。小波变换是一个时间与频率的局部变换，可以对信号进行多尺度细化，因此可以获得比Fourier变换更好的分析效果。对于脉冲压缩雷达来说，含有白噪声的回波信号经过匹配滤波后，能够有效滤除大部分噪声，但是剩余的噪声则和回波信号的频谱是混叠的。对于同信号频域混叠的带内噪声，上述两种方法均不能有效去除。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种基于小波去噪的非合作脉冲压缩雷达微弱目标检测方法，实现利用非合作脉冲压缩雷达作为外辐射源来进行微弱目标检测的目的。本发明可以消除回波信号带内噪声带来的影响，提高回波信号的信噪比，使得直线检测方法能够有效的积累目标回波能量，最终提高检测概率，完成对微弱目标的检测。

本发明的技术方案为：一种基于小波去噪的非合作脉冲压缩雷达微弱目标检测方法，该方法包含以下步骤：

S1.分别采集同一时间段内以非合作脉冲压缩雷达作为外辐射源的直达波信号和目标回波信号；

S2.对采集到的直达波信号进行参数估计，所述参数包括脉宽、带宽和载频，并利用估计出的参数构造基带参考信号；