一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理方法

摘要

本发明公开了一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理方法，包括以下步骤：(1)对脉压后信号经过信号预处理；(2)对步骤1得到的信号进行滤波，分为检测和追踪两种状态：检测状态采用M路MTD滤波器输出M路多普勒频率通道的目标信号，追踪状态采用追踪滤波器对特定多普勒频率信号进行滤波；(3)对步骤（2）的输出数据，进行杂波图处理；(4)对步骤（3）的结果，进行恒虚警处理；(5)根据杂波分布，对杂波特性进行分析计算，对杂波区分类，对应各种杂波区采用对应的检测门限，进行目标检测；(6)将各个通道相同距离元的检测信号进行合成，获取距离单元的目标检测结果。

主权项

一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对脉压信号预处理，去除信号中的干扰和杂波；(2)对步骤1得到的信号进行滤波，分为检测和追踪两种状态：检测状态采用M路MTD滤波器输出M路多普勒频率通道的目标信号，追踪状态采用追踪滤波器对特定多普勒频率信号进行滤波；(3)对步骤(2)的输出数据，进行杂波图处理；(4)对步骤(3)的结果，进行恒虚警处理；(5)根据杂波分布，对杂波特性进行分析计算，对杂波区分类，对应各种杂波区采用对应的检测门限，进行目标检测；目标检测数据再经过滑窗检测，根据区域类型，分别设置滑窗检测门限；(6)将各个通道相同距离元的检测信号进行合成，获取距离单元的目标检测结果；步骤(2)中，追踪滤波器对特定多普勒频率信号进行滤波包括，将追踪滤波器的最大零点对准目标信号，并估计目标信号的多普勒频率中心；追踪滤波器估计目标的多普勒频率中心时：如果追踪滤波器处于追踪状态，利用目标检测的速度变化估计多普勒频率中心；如果追踪滤波器处于检测状态，利用经典谱估计算法周期图法，或质心算法估计多普勒频率中心；步骤(2)中，追踪状态下采用以下公式估计多普勒频率中心：$f_c=\frac{2V_r}{\lambda },$其中，f_c是多普勒频率，V_r是目标径向速度，λ是雷达的工作波长；步骤(2)中，检测状态下质心算法估计多普勒频率中心包括以下步骤：(a)对于步骤(1)得到的脉压信号p_m(n)：p_m(n),n＝0,1,…,N‑1,m＝m₁,m₁+1,…,m₂，m是参与信号功率谱估计的距离单元，m₁是距离起始单元，m₂是距离终止单元，N为脉压信号的长度，n表示对应脉压信号；(b)计算功率谱S_m(n)：S_m(n)＝|FFT[s_m(n)]|²；(c)计算所有距离单元的功率谱平均值S(n)：$S\left(n\right)=\frac{1}{m_2-m_1+1}\underset{m_1}{\overset{m_2}{\Sigma }}{S}_m\left(n\right);$(d)计算质心矢量对应的相位φ₀：${\phi }_0=phase\left[\underset{m_1}{\overset{m_2}{\Sigma }}\left(S_m\right(n\left)\exp \right(j·2\pi n/N\left)\right)\right],$φ₀是质心矢量对应的相位，N是脉压数据长度，Phase是对复信号求相位，j是虚部单位，exp表示求指数运算；(e)估计频率中心f_c：$f_c={\phi }_0·\frac{f_p}{2\pi },$其中，f_p是雷达脉冲重复频率，是采集信号的雷达系统参数；对信号先进行加权自相关再进行FFT处理。