[发明专利]一种基于概率统计的低信噪比条件下目标检测方法

说明书

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于概率统计的低信噪比条件下的目标检测方法。本发明以观测时间内的单个脉冲为处理对象，采用同时多波束方法覆盖感兴趣观测区域，通过对观测区域内的所有脉冲回波经脉冲压缩之后获取目标回波包络，然后对回波包络做恒虚警检测后统计记录不同方位单元和距离单元的回波包络检测频度，最后绘制概率直方图根据不同方位单元和距离单元的过门限的频度分布进行检测判决从而完成目标检测过程。本发明提出的方法不仅适应于低信噪比下的单脉冲目标检测，还可以作为多脉冲长时间积累后目标检测不理想的辅助检测手段。本发明提出的方法数据处理量小，满足硬件平台的实时处理要求，适于工程化实现。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于概率统计的低信噪比条件下的目标检测方法。

背景技术

低信噪比目标检测是现代雷达研究的热点问题。雷达作为现代战争中主要电子信息装备，一直担负着战场信息获取、处理及电路实现任务，只有确定感兴趣的目标是否存在，并获取目标速度、角度等相关信息，才能对目标进行定位跟踪，成像识别。随着战场中的电磁环境越来越复杂，杂波和噪声干扰严重，隐身技术的运用降低了目标的可探测特征，低可截获技术运用极宽带调频技术、类噪声调制和间或方向图伪随机扫描，这些因素将导致接收到的目标信号信噪比非常低，使得雷达的探测变得非常困难。在目标信号被接收的同时，一些不需要的干扰信号不可避免的被接收，而且电磁环境中的背景噪声干扰是雷达信号处理时固有的，因此为了确定目标信号是否存在于雷达回波中，雷达信号处理器必须有对目标的有无进行判断的环节。早期的雷达目标检测系统对目标的判断能力全取决于操作人员的经验，现代雷达系统采用了自动检测系统，克服了目标检测性能受工作人员能力限制这一缺点。自动检测系统将统计决策理论应用到目标检测中，事先设定一个检测门限，然后依据判决准则来检测目标。然而，若检测门限设置为常数，那么在非平稳杂波下，当背景杂波的平均功率增加几个分贝时，虚警概率会急速上升，以至于计算机处理能力饱和，影响雷达系统正常工作。所以雷达目标检测过程中采用恒虚警率检测方法，根据杂波强度的变化自适应地改变检测门限，以获得最大化的检测概率和恒定的虚警概率，但是恒虚警率目标检测技术对信噪比有要求，低信噪比条件下检测结果不佳。不少学者针对低信噪比条件下的目标检测问题提出长时间积累方法，但随着新体制雷达的发展和日趋复杂的电磁干扰环境，长时间积累的目标检测方法有时也不一定有效提高信噪比，因此目标检测效果不理想。

发明内容

本发明针对上述现代雷达研究中的目标检测问题，提出一种基于概率统计的低信噪比条件下目标检测方法。本发明一般不限于雷达的工作体制，不仅适用于单脉冲的低信噪比目标检测，而且适用于多脉冲长时间积累后的低信噪比目标检测。本发明能有效提高低信噪比条件下目标检测准确率，而且算法处理的数据量小，易于工程化实现。

本发明的技术方案包含以下步骤：

S1.根据雷达工作中威力覆盖的方位和距离范围，对感兴趣的观测区域进行方位单元和距离单元划分，其中方位单元θ∈{θ_i|i＝1,2,···,M}和距离单元r∈{r_j|j＝1,2，···,N}，M和N分别表示该区域方位单元数目和距离单元数目；

S2.根据步骤S1中雷达天线朝向的感兴趣观测区域的单元划分，接收机天线各个单元通道采用带通正交采样采集不同方位单元和距离单元的回波信号；

S3.对步骤S2采集接收到的回波信号进行数据预处理，再经数字下变频得到基带回波信号，对基带回波信号进行低通滤波，消除带宽以外的干扰和噪声；