本发明专利技术公开了一种基于加权顺序统计和多脉冲相参积累的宽带雷达检测方法，主要解决高速运动目标空间分布状态未知场景下的检测问题。其实现过程是：生成有杂波的宽带雷达目标多脉冲回波，并将回波沿距离域做FFT；计算杂波归一化协方差矩阵；将距离频率域数据做预白化处理和chirp-z变换；估计目标速度并做相参积累；对相参积累后的脉冲做IFFT；计算脉冲各距离单元平方包络并降序排列；对降序排列后数据加权处理；初始化计数器；计算计数距离单元自适应匹配滤波器能量积累；根据阈值检测目标是否存在。本发明专利技术能有效抑制杂波，并能校正回波的越距离单元走动，降序加权处理使得雷达能在目标空间分布未知状态下快速检测到目标。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达
，涉及目标检测方法，可用于非高斯杂波中的基于多次相参脉冲回波的宽带雷达检测高效处理。
技术介绍
对于匹配滤波器理论，如果目标冲激响应是已知的，宽带雷达最优检测器是匹配于发射波形和目标冲激响应的滤波器。但在实际情况中待检测目标冲激响应是未知的，因此，现实中匹配滤波检测器很难实现。所以，在过去的几十年里，专利技术了几种基于单次目标回波各种不确定性假设的最优和次优检测器。若目标散射中心个数和位置已知，最优非相干积累检测器ONCID可通过积累包含目标散射中心的回波距离单元的包络平方实现；若目标冲激响应未知，可通过积累检测窗内所有距离单元的能量的能量积累检测器EID;若目标散射中心个数已知，利用目标散射中心个数的期望的空域散射密度广义似然比检测器 SSD-GLRT ；另外还有利用目标散射中心个数这一先验信息的次优检测器，比如序贯检测器 ROD和二进制积累检测器BID，但在实际中，关于待检测目标散射中心个数的先验信息是难以获得的。在宽带雷达中，利用多次相参脉冲回波进行杂波抑制和目标回波相参积累以提高信杂比来提高检测性能。近年来，已发表的研究宽带雷达距离扩展目标检测问题的方法主要有非高斯的杂波环境中基于多个相参接收机的宽带雷达检测算法，单纯考虑检测单元和参考单元杂波功率是否相等场景下，利用奈曼-皮尔逊准则得到的检测器，例如均勻和部分均勻杂波环境中距离扩展目标的广义似然比检测器GLRT，GLRT向同时存在杂波和干扰环境推广后的检测器，非均勻杂波中距离扩展目标的广义似然比检测器，以及考虑杂波抑制的非均勻杂波中利用多次相参回波的距离扩展目标检测方法。以上检测算法都没有考虑目标在不同接收器间的越距离单元走动或多次回波间的越距离单元走动，虽然在目标与雷达的相对速度较小时，上述算法不会因距离走动产生较大的损失，但当目标与雷达的相对速度较大时，目标回波的越距离单元走动会使雷达的检测性能降低，严重时甚至会造成待检测目标的丢失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述检测器中目标散射中心个数未知和未考虑多次回波间越距离走动问题的不足，提出了一种，以在目标散射点个数未知情况下，当目标与雷达的相对速度较大时提高雷达检测性能。为实现上述目的，本专利技术的宽带雷达检测方法，包括如下步骤1)将宽带雷达目标的近似模型和杂波模型分别表示为s(m，tk)和 d(mj) = ，其中m表示一个相参处理时间内的第m个脉冲，tk表示脉内快时间，1 是距离单元标号，u(l)表示第1个距离单元的杂波功率，g(m，1)为第m个脉冲中的第1个距离单元的杂波相位，列向量g(·，1)是与U(I)统计独立的M维零均值复高斯随机变量， M表示脉冲个数，并用行向量d(m，tk)表示第m个脉冲中杂波；2)根据目标近似模型和杂波模型，得到脉冲回波z(m，tk) = s(m，tk)+d(m，tk)，其中m= 1，2，...，M，并对脉冲回波z(m，tk)以快时间tk为变量做FFT变换到距离频率域，得到z(m，f)，其中f表示频率;3)对 z(m，f)离散采样，得到离散频谱 z(m，n)，m = 1，2，· · ·，Μ，η = 1，2，· · ·，G，其中η表示离散频率变量，G表示脉冲回波所包含的距离单元个数，设定离散频谱的前N个距离单元为检测单元，而接着的JN个距离单元为参考单元，检测单元和参考单元个数之和(N+JN)满足关系式(N+JN)彡G，并用参考单元数据估计杂波归一化协方差矩阵1 Σ ，其n=(JV+l)中列向量\表示第η个距离频率单元中M次连续脉冲的观测矢量，上标H表示共轭转置；4)将检测单元中测量数据预白化，得到白化后的第η个距离频率单元的数据矢量乂=办\, = 1,2,...,#，其中炒表示对杂波协方差矩阵办求逆；5)设定(；为Chirp-Z变换矩阵，将预白化后的数据矢量yn沿距离维通过Chirp-Z 变换后由脉冲域转换到多普勒域，得到每个距离频率单元的信号的归一化多普勒频率都相等，chirp-z变换后的结果qn = Cnyn，η = 1，2，. . .，N，qn中第k维数据是yn经chirp-z处理后第k个多普勒通道的输出qn,k，其中，k = 1，2，. . .，M，得到第η个距离频率单元中第k个多普勒通道的包络幅值为rn,k = κ ^kqmk,其中 =φζ，而；^是矩阵Q^1Cf的对角线上的第k个元素的倒数；6)对M个多普勒通道中rn,k，k= 1,2,...,M做相参积累，得到第η个距离频率单元的M次回波经过预白化和chirp-z变换后相参积累的结果rn ；并将第k个多普勒通道中权利要求1. 一种，包括如下步骤1)将宽带雷达目标的近似模型和杂波模型分别表示为S(m，tk)和 d(mj) =，其中m表示一个相参处理时间内的第m个脉冲，tk表示脉内快时间，1 是距离单元标号，u(l)表示第1个距离单元的杂波功率，g(m，1)为第m个脉冲中的第1个距离单元的杂波相位，列向量g(·，1)是与u(l)统计独立的M维零均值复高斯随机变量， M表示脉冲个数，并用行向量d(m，tk)表示第m个脉冲中杂波；2)根据目标近似模型和杂波模型，得到脉冲回波Z(m，tk)= "!!!，。+(!(!!!，。，其中！!! =1，2，· · ·，M，并对脉冲回波Z (m, tk)以快时间tk为变量做FFT变换到距离频率域，得到 z(m, f)，其中f表示频率;3)对z(m，f)离散采样，得到离散频谱 z(m，n)，m = 1，2，. . .，Μ，η = 1，2，. . .，G，其中 η表示离散频率变量，G表示脉冲回波所包含的距离单元个数，设定离散频谱的前N个距离单元为检测单元，而接着的JN个距离单元为参考单元，检测单元和参考单元个数之和满足(N+JN)关系式(N+JN)彡G，并用参考单元数据估计杂波归一化协方差矩阵1 Σ z zf，其中列n=(JV+l)向量^表示第η个距离频率单元中M次连续脉冲的观测矢量，上标H表示共轭转置；4)将检测单元中测量数据预白化，得到白化后的第η个距离频率单元的数据矢量 少 =, = 1,2，#，其中炒表示对杂波协方差矩阵办求逆；5)设定Cn为chirp-z变换矩阵，将预白化后的数据矢量yn沿距离维通过chirp-z变换后由脉冲域转换到多普勒域，得到每个距离频率单元的信号的归一化多普勒频率都相等， chirp-z变换后的结果:qn = Cnyn，η = 1，2，. . .，N，qn中第k维数据是yn经chirp-z处理后第k个多普勒通道的输出qn,k，其中，k = 1，2，. . .，M，得到第η个距离频率单元中第k个多普勒通道的包络幅值为rn,k = κ n,kqn,k，其中；^ = φζ，而;是矩阵Q^1Cf的对角线上的第k个元素的倒数；6)对M个多普勒通道中rn,k，k= 1，2，. . .，M做相参积累，得到第η个距离频率单元的 M次回波经过预白化和chirp-z变换后相参积累的结果rn ；并将第k个多普勒通道中的各rnk2，并对其余(M-I)个多普距离单元包络幅值rn,k，η = 1，2，...，N进行能量加和Σn-l勒通道也做能量加和处理，然后将所有多普勒通道中能量和最大的多普勒通道用《表示，根据多普勒通道《可得到目本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏伟，戴奉周，于江微，水鹏朗，杜兰，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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