[发明专利]一种基于脉冲相关的级联式多维度径向运动特征检测方法

说明书

本发明涉及一种基于脉冲相关的级联式多维度径向运动特征检测方法，雷达加装目标径向运动特征判别通道，对于大于视频检测门限T的回波样本，采用脉冲相关的方法计算相参处理间隔中每个脉冲每个距离单元的径向速度，对径向速度在距离向的连续性进行判定，对于通过连续性判定准则的速度，采用基于背景判决的自适应门限的恒虚警检测方法提取有效速度信息并剔除虚假速度信息，根据该距离单元在相参处理间隔中有效径向速度脉冲的数目和分布特征，产生每个距离单元的径向运动指示信号，实现雷达对径向运动目标的检测。本发明在雷达信号处理层面为运动目标的监测提供了有效的手段，也为目标的检测、跟踪以及自动起始提供数据支撑。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域。

背景技术

雷达作为全天候目标探测和监视的主要手段，在空中和海面目标监视以及预警探测等公共和国防安全领域应用广泛。然而受复杂背景环境及目标复杂运动特性的影响，目标雷达回波及其微弱、特性复杂，使得雷达对运动目标的探测性能难以满足实际需求。复杂背景下运动目标的探测难点主要表现在：第一，目标的运动特性复杂，目标通常具备“低小慢”特征，即目标具有仰角低、尺寸小和速度慢的运动特性；第二，强杂波极易湮没目标回波信号，并形成大量类似于目标的尖峰信号，严重影响雷达对弱小目标的探测和监视性能；第三，雷达观测距离远，回波数据量大，新体制脉冲雷达采用数字化阵列技术，在提高信号采样质量的同时进一步增加了数据量，对算法的实时处理提出了更高的要求。

目前雷达探测的目标，如飞机、导弹等，通常具有较高的速度，接收信号会有较大的多普勒频移，传统的动目标检测方法采用动目标显示级联多普勒滤波器组的方式实现运动目标的探测。动目标显示采用带阻滤波器对回波信号进行滤波，杂波的能量就会被减弱甚至消除，在动目标显示后串接一个窄带多普勒滤波器组来覆盖整个重复频率的范围，以达到动目标检测的目的。传统的处理方法首先需要存储全部的相关脉冲数据，导致系统存储量较大，还需要对多通道的数据进行傅里叶变换，计算复杂度较高。

发明内容

本发明针对采用动目标显示级联多普勒滤波器组的传统运动目标检测方法存在存储容量大、计算复杂度高的问题，提出一种基于脉冲相关的级联式多维度径向运动特征检测方法。

本发明采用以下技术方案实现：

雷达加装目标径向运动特征判别通道，对于大于视频检测门限T的回波样本，采用脉冲相关的方法计算相参处理间隔中每个脉冲每个距离单元的径向速度，根据径向速度的距离向连续性准则对径向速度的连续性进行判定，对于满足连续性准则的距离单元，采用基于背景判决的自适应门限的恒虚警检测方法提取有效速度信息并剔除虚假速度信息，根据速度在方位维度上的统计分布判决准则，统计该距离单元在相参处理间隔中有效径向速度脉冲的数目和分布特征，产生每个距离单元的径向运动指示信号，实现雷达对径向运动目标的检测。

进一步的，所述方位维度上的统计分布判决准则优选为：假设雷达方位波束宽度内的相参脉冲个数为N，统计N个相参脉冲中通过速度过门限检测的脉冲个数M和方位维度的径向运动特征分布情况；当N≤3时，满足M＝N条件时，判决被检测单元的速度符合方位维度分布特征，否则判决不符合方位维度分布特征；当N3时，满足M≥0.75*N条件，同时满足M个脉冲的速度具备连续不间断特征，则判决被检测单元的速度符合方位维度分布特征，否则判决不符合方位维度分布特征。

进一步的，所述径向速度在距离向的连续性准则优选为：在径向运动特征判别通道中，假设连续3个距离单元D1、D2和D3的速度分别为V1、V2和V3，当D2距离单元的速度V2满足0.5≤|V1|/|V2|≤2且0.5≤|V2|/|V3|≤2条件时，则判定当前检测距离单元的速度信息有效，否则判定速度信息为虚假信息，判定当前检测距离单元不存在径向运动特征。

进一步的，视频检测门限T优选计算方法为：选择脉冲重复周期后5％～20％的视频数据，取该距离段的视频幅度平均值的2～4倍作为视频检测门限T，由于噪声门限的计算具有滞后性，当前脉冲进行径向速度的筛选和计算时，使用前1个脉冲的噪声门限进行判决。