[发明专利]一种多径条件下雷达目标检测方法

说明书

一种多径条件下雷达目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，选取天线个数和架设高度；第二步，计算检验统计量；第三步，计算检测门限；第四步，判断目标是否存在；本发明利用了多个不同高度的天线来接收信号，通过多个天线接收信号功率的最大值来判断目标是否存在。无需目标距离与高度先验信息。将多个不同高度的接收天线接收信号功率的最大值作为检验统计量，能够克服多径散射对雷达接收目标信号的衰减效应，同时利用了多径散射对雷达接收目标信号的增强作用，从而可以保证雷达对各种高度、各种距离的低空目标均具有较高的检测概率。本发明实现步骤少、计算量小，对现有雷达系统软、硬件改动较少，易于实现、工程适用性强。

技术领域

本发明涉及雷达检测方法，尤其是雷达低空目标检测方法，更具体地是涉及一种多径条件下雷达目标检测方法。

背景技术

雷达探测低空目标时除了面临强杂波干扰外，还面临着多径散射干扰。对于高信杂比目标而言，影响雷达低空目标检测性能的主要因素是多径散射。多径散射包括镜反射和漫反射。当地/海面较平坦时，多径散射以镜反射为主，漫反射可忽略。经地/海面反射的多路目标回波与目标直达波几乎同时到达雷达接收天线，两者相互叠加产生干涉效应，导致雷达接收到的目标回波时而增强、时而衰减，这给雷达低空目标检测造成了不利影响。

为了克服多径散射对雷达低空目标检测带来的不利影响、提高多径条件下雷达目标检测性能，国内外雷达工作者的解决思路可分为两大类：1、针对传统固定载频、单天线、单极化体制的雷达，改进雷达信号处理方法；2、改变雷达工作体制，采用频率分集、空间分集、极化分集等体制，提出新的雷达目标检测方法。在改进传统体制雷达信号处理方法方面，有的雷达工作者利用雷达工作环境、目标位置先验信息来预测多径信号到达时间，然后再利用预测信息来设计雷达接收机，从而提高多径条件下雷达目标检测性能；但是，当目标位置未知时，该方法将失效。在新体制雷达低空目标检测方法方面，有的雷达工作者基于频率分集思想提出了频率捷变雷达双门限检测、频率分集雷达有序统计恒虚警率检测器，以提高雷达低空目标检测性能；有的雷达工作者基于空间分集思想提出用MIMO雷达来提高多径条件下雷达目标检测性能。此外，有的学者将极化分集与空间分集理论相结合，提出采用三极化MIMO系统来提高多径条件下的雷达检测性能。对于频率分集、MIMO、极化MIMO雷达系统，其实现需对现有雷达系统做较大改动，成本较高。为此，申请人曾申请了《单发三收天线雷达抗多径散射检测方法》国家发明专利，该专利利用单天线发射三天线接收方式获取多径条件下的观测信号，然后利用两两接收天线回波功率差值的绝对值的最大值作为检验统计量来实现目标检测，以提高多径条件下雷达目标检测性能。该专利由于仅采用了三个天线接收信号，因此，雷达获得的空间分集增益有限，特别是对某些距离段、某些高度的目标，单发三收天线雷达的检测概率仍然较低。为了使雷达在多径条件下对任何距离段、任何高度的低空目标均具有较好的检测性能，需要增加接收天线数目，进一步提高雷达空间分集增益。另外，上述专利在计算检验统计量时需要计算两两接收天线回波功率的绝对值，并对这些值进行比较、取最大值，当天线数逐渐增多时，计算量会增大。其实，检验统计量可以进一步简化。为此，本专利申请将提出一种增加天线数并简化检验统计量的多径条件下雷达目标检测方法，这种检测方法性能更好、工程适用性更强。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：利用空间分集理论，在垂直方向上假设多个天线，选取其中一个天线发射，利用多天线同时接收信号以获取多径条件下不同高度天线的观测信号，然后选取多个接收天线接收信号功率的最大值作为检验统计量来判断目标是否存在。本发明能够是雷达对任意高度、任意距离段的低空目标均具有较高的检测概率，本发明仅需要在垂直方向上增设多个接收天线和多路接收通道，无需对雷达发射机做任何改动，本发明易于实现，工程适用性强。特别地，本发明与申请人曾经申请的发明专利《单发三收天线雷达抗多径散射检测方法》在检验统计量选取和天线数选取上不同，本发明检验统计量实现更加简单，天线数更多，此外，本发明在多径条件下的目标检测性能较上述专利性能更好。

本发明的技术方案是：一种多径条件下雷达目标检测方法，包括以下步骤：