[发明专利]一种外辐射源雷达自适应分时杂波图恒虚警检测方法

说明书

本发明公开了一种适用于外辐射源雷达的自适应分时杂波图恒虚警检测方法。首先，在外辐射源雷达系统中，针对其收发分置特点，基于距离多普勒谱进行了杂波区间划分，从空域上根据距离单元与多普勒单元划分出杂波单元；其次，建立杂波矩阵，并进行了杂波矩阵初始化；第三，在此基础上，进行了基于杂波图的恒虚警检测，同时，根据时间建立杂波图更新的遗忘因子，使得杂波图可以随着时间进行自适应更新迭代，从而使得其能够在空域环境较为复杂的检测条件下发挥出比空域CFAR更为优越的虚警性能，并且在杂波图已构建的条件下检测性能也比空域CFAR好。本发明方法能够适应更为复杂的环境和目标信杂比较小的情况，有利于提升雷达检测性能。

技术领域

本发明属于外辐射源雷达技术领域和通信技术领域，涉及到复杂杂波环境下的雷达目标检测，采用了基于自适应分时的杂波图恒虚警检测方法。

背景技术

如图1所示为双基地外辐射源雷达系统示意图，非合作的电视塔或广播站等辐射源作为发射站向空中发射电磁波信号，信号在传播过程中经由目标反射到达接收站。位于接收端的能够接收辐射源直达波的参考通道和能够接收目标反射回波信号的目标(监测)通道在接收信号后将直达波信号作为参考与目标反射回波信号进行后续处理，就能够得到距离、速度和角度等目标参数信息，实现双基地外辐射源雷达系统对目标的探测与跟踪。

图1中的S_d为参考通道天线，S_r为目标(监测)通道天线。相对于收发双站具有一定距离和速度的目标在与辐射源发射的电磁波作用后，监测通道接收到的目标回波信号相对参考通道信号就有了一定的时延和多普勒频移，这两个参数都能够后续处理获得。通过时延能够得到收发双站与目标间的距离和与收发站间距离的距离差，称为双基距离。此时得到的双基距离并不是接收站与目标间的实际距离，目标的实际距离与实际速度还需要通过收发站的空间几何位置关系间接获得，这与传统单站有源雷达有所区别。

外辐射源雷达本身并不发射能量，而是利用外部辐射源发出的信号作为探测信号，从接收目标反射的回波信号中提取目标参数信息。相比传统单站有源雷达，其主要具有如下优势：

(1)具有反隐身特性

目前能够实现电磁环境下隐身的目标一般只大幅降低后向散射的雷达散射截面(Radar cross section，RCS)，前向与侧向的散射仍较强。双基地的外辐射源雷达能够通过接收目标前向与侧向的散射回波信号探测隐身目标，并且外部辐射源多数工作在隐身吸波材料作用极差的甚高频与超高频等低频频段，这两个特性使双基外辐射源雷达具有了反隐身的能力。

(2)具有低空探测能力

广播信号与电视台信号等外部辐射源多用高塔架设并向下方发射波束，本身就能够覆盖低空范围且其发射信号频率一般较低，波长较长，使得信号能够通过衍射穿过低空障碍物，这两个条件使得外辐射源雷达具有了低空探测的能力。

(3)具有隐身及抗干扰能力

本身不发射电磁信号的外辐射源雷达难以被侦察系统察觉，由于其借助外部辐射源，因此既能避免有源雷达易受外部辐射源信号干扰的问题，又能提高生存能力和抗击打能力。

除此以外还具有绿色环保、无电磁污染及成本低等优势。但其也存在一些问题：其中主要是外部辐射源往往为民用的，为了追求广域覆盖故采用低增益全向辐射的模式，使得系统接收到的回波信号功率也较低；此外，外辐射源雷达系统接受的目标回波信号能量往往比直达波低，较低的信杂比直接影响了系统对目标的检测能力，尤其是在环境较为复杂时，传统的空域单帧CFAR方法的检测性能也将恶化，如检测率损失和虚警率增加等。因此，为了解决这些问题，需要针对外辐射源雷达特点，探索更为适合的外辐射源雷达目标检测方法。

为此，本发明基于外辐射源雷达收发分置的特点，提出了一种适用于复杂杂波环境下的自适应分时杂波图恒虚警检测方法。

发明内容