基于环境信息的雷达信号处理方法

摘要

本发明公开了一种基于环境信息的雷达信号处理方法，主要解决现有技术在复杂杂波背景中检测性能差的问题。其实现过程是：根据雷达的帧间样本估计杂波的协方差矩阵；根据估计的杂波协方差矩阵计算出当前帧的杂波功率谱；根据当前帧的杂波功率谱将当前帧划分为无杂波的噪声区，地杂波区，气象杂波区，混合杂波区这四种区域；根据检测单元所处的检测区域，对回波信号分别进行四种相应的处理。本发明充分利用外部环境信息，通过在不同的检测区域中采取与其匹配的信号处理方式，提高了雷达的检测性能，可用于复杂杂波背景下的雷达目标检测。

主权项

一种基于环境信息的雷达信号处理方法，包括如下步骤：1)令x_m表示雷达第m帧中一个方位‑距离单元的回波数据，其中1≤m≤m₀，m₀表示当前帧序号，根据帧间样本估计第m帧的杂波协方差矩阵${\hat{R}}_m=\underset{n\le m}{\Sigma }{\beta }^{m-n}{x}_n·x_n^H/\underset{n\le m}{\Sigma }{\beta }^{m-n},$其中x_n表示第n帧的回波数据，β表示遗忘因子，H表示共轭转置；2)根据当前帧m₀的杂波协方差矩阵估计出当前帧m₀的杂波功率3)根据估计的杂波功率谱将当前帧m₀划分为4种不同的检测区域，即无杂波的噪声区z，地杂波区g，气象杂波区w，混合杂波区c，该混合杂波区为地杂波和气象杂波的混合区；4)根据检测单元所处的检测区域，对回波信号进行不同的处理：4a)若检测单元位于噪声区z，则第m帧的回波数据x_m先通过一个运动目标检测器MTD得到第m帧多普勒滤波后的信号y_0,m，再通过迭代计算噪声区z第m₀帧第k个多普勒通道的杂波图最后完成杂波图检测；4b)若检测单元位于地杂波区g，则通过对两路回波信号进行如下处理：对第一路第m帧的回波数据x_m，先通过一个与地杂波谱宽及中心频率相适应的L_g次运动目标显示器MTI，得到第m帧滤除地杂波后的信号y_1,m，再进行脉冲多普勒PD处理得到第m帧多普勒滤波后的信号y_2,m，然后通过迭代计算地杂波区g第m₀帧第k个多普勒通道的剩余杂波图最后根据地杂波类型选择匹配的恒虚警检测器，并将作为该检测器的参数，完成认知检测；对第二路第m帧的回波数据x_m，先通过一个与地杂波谱宽及中心频率相适应的带通滤波器h_0,g得到第m帧包含地杂波和低速目标的信号y_3,m，再通过迭代计算地杂波区g第m₀帧的杂波图最后根据地杂波类型选择匹配的恒虚警检测器，并将作为该检测器的参数，完成认知检测；4c)若检测单元位于气象杂波区w，则对回波信号进行如下两路处理：第一路第m帧的回波数据x_m，先通过一个与气象杂波谱宽及中心频率相适应的L_w次运动目标显示器MTI，得到第m帧滤除气象杂波后的信号y_4,m，再进行脉冲多普勒PD处理得到第m帧多普勒滤波后的信号y_5,m，然后通过迭代计算气象杂波区w第m₀帧第k个多普勒通道的剩余杂波图最后根据气象杂波类型选择匹配的恒虚警检测器，并将作为该检测器的参数，完成认知检测；第二路第m帧的回波数据x_m，先通过一个与气象杂波谱宽及中心频率相适应的带通滤波器h_0,w得到第m帧包含气象杂波和低速目标的信号y_6,m，再通过迭代计算气象杂波区w第m₀帧的杂波图最后根据气象杂波类型选择匹配的恒虚警检测器，并将作为该检测器的参数，完成认知检测；4d)若检测单元位于混合杂波区c，则对回波信号进行如下两路处理：第一路第m帧的回波数据x_m，先通过一个与混合杂波谱宽及中心频率相适应的L_c次运动目标显示器MTI，得到第m帧滤除混合杂波后的信号y_7,m，再进行脉冲多普勒PD处理得到第m帧多普勒滤波后的信号y_8,m，然后通过迭代计算混合杂波区c第m₀帧第k个多普勒通道的剩余杂波图最后根据混合杂波类型选择匹配的恒虚警检测器，并将作为该检测器的参数，完成认知检测；第二路第m帧的回波数据x_m，先通过一个与混合杂波谱宽及中心频率相适应的带通滤波器h_0,c得到第m帧包含混合杂波和低速目标的信号y_9,m，再通过迭代计算混合杂波区c第m₀帧的杂波图最后根据混合杂波类型选择匹配的恒虚警检测器，并将作为该检测器的参数，完成认知检测。