專(zhuān)利名稱(chēng)：利用延時(shí)的frft模之差的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域中的一種利用延時(shí)的FRFT模之差的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè) 器，適用于各種成像偵察和預(yù)警雷達(dá)的信號(hào)處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
動(dòng)目標(biāo)的有效檢測(cè)一直是一個(gè)熱點(diǎn)。處理此問(wèn)題的傳統(tǒng)方法是基于雜波統(tǒng)計(jì)模 型的檢測(cè)方法，此類(lèi)方法首要問(wèn)題是建立雜波的統(tǒng)計(jì)模型。之后，一些學(xué)者另辟蹊徑，將分 形理論應(yīng)用于海雜波等一些滿(mǎn)足分形特性的雜波環(huán)境。一般利用目標(biāo)回波的分形維數(shù)低 于雜波回波的分形維數(shù)這一特征檢測(cè)目標(biāo)。隨著現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代信號(hào)處理 技術(shù)在動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用，其中常見(jiàn)的有短時(shí)Fourier變換、Wigner分布、 Wigner-Vill分布、Wigner-Hough變換和分?jǐn)?shù)階Fourier變換(FRFT)等。此類(lèi)方法均是基 于對(duì)線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)(LFM)良好的能量聚集性。通常動(dòng)目標(biāo)的回波可近似建模為L(zhǎng)FM信號(hào)， 因此采用現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)及其相關(guān)性質(zhì)可有效的檢測(cè)動(dòng)目標(biāo)?，F(xiàn)有的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中都存在一些問(wèn)題，比如，基于雜波統(tǒng)計(jì)模型 的方法需要建立背景準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)模型，而現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中由于對(duì)實(shí)時(shí)性的要求，不易建立準(zhǔn)確 的統(tǒng)計(jì)模型；分形方法需要大量數(shù)據(jù)，運(yùn)算量大，實(shí)時(shí)性差，工程上不易實(shí)現(xiàn)，而且只對(duì)具有 分形特性的背景有效；現(xiàn)有的現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)雖能較好的聚集目標(biāo)能量，但對(duì)背景干擾 和雜波的抑制卻不夠理想，因此信雜比較低時(shí)，無(wú)法有效地檢測(cè)目標(biāo)。對(duì)應(yīng)的實(shí)際工程問(wèn)題 比如SAR中檢測(cè)動(dòng)目標(biāo)時(shí)如何抑制靜止背景、ARM導(dǎo)彈檢測(cè)時(shí)如何有效的抑制載機(jī)信號(hào)、 海雜波背景檢測(cè)勻加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)如何抑制海雜波等。以上的這些問(wèn)題限制了這些方法在 實(shí)際中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
1.要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于提供一種利用延時(shí)的FRFT模之差的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器。該檢測(cè)器 是通過(guò)接收信號(hào)與其延時(shí)信號(hào)的FRFT模之差抑制類(lèi)似于單頻信號(hào)的背景干擾，并用模之 差的最大值檢測(cè)動(dòng)目標(biāo)。此檢測(cè)器能抑制回波類(lèi)似于單頻信號(hào)的雜波，也能抑制雜波譜具 有一定穩(wěn)定性的雜波，且能很好的積累動(dòng)目標(biāo)能量，改善信雜比，因此適用于低信雜比下的 動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)。同時(shí)，本檢測(cè)器需要數(shù)據(jù)少，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)。2.技術(shù)方案本發(fā)明所述的一種利用延時(shí)的FRFT模之差的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器，包括以下技術(shù)措施 首先對(duì)視頻的N點(diǎn)回波信號(hào)進(jìn)行分段，分別為0 N-m和m N兩段，然后對(duì)兩段數(shù)據(jù)分別 做FRFT并取模，并將兩者相減，取差值的最大正值為檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量，將其與給定虛警概率下 的檢測(cè)門(mén)限進(jìn)行比較，如果其超過(guò)檢測(cè)門(mén)限，判決為存在動(dòng)目標(biāo)信號(hào)，否則判決為無(wú)動(dòng)目標(biāo)信號(hào)。3.有益效果
本發(fā)明相比背景技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)(1)適用范圍較廣，比如SAR動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)、海面勻加速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)和反輻射導(dǎo) 彈檢測(cè)等；(2)所需數(shù)據(jù)較少，實(shí)時(shí)性好，算法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)；(3)能有效抑制回波類(lèi)似于單頻信號(hào)的雜波，也能抑制雜波譜具有一定穩(wěn)定性的 雜波，改善信雜比。例如可抑制海雜波、反輻射導(dǎo)彈檢測(cè)中的載機(jī)干擾和SAR動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)中 的靜止背景等；(4)在低信雜比下能有效檢測(cè)動(dòng)目標(biāo)。
四

說(shuō)明書(shū)附圖是本發(fā)明的實(shí)施原理流程圖。
五具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。參照說(shuō)明書(shū)附圖，本發(fā)明的具 體實(shí)施方式分以下幾個(gè)步驟(1)從雷達(dá)天線(xiàn)回來(lái)的信號(hào)經(jīng)放大和混頻后，送入計(jì)算裝置1，以選取回波數(shù)據(jù) s (η)以及延遲數(shù)據(jù)s(n-m)。(2)計(jì)算裝置2接收計(jì)算裝置1的回波數(shù)據(jù)s (η)，完成FRFT，并求其模| F [s (η) ] |。(3)計(jì)算裝置3接收計(jì)算裝1的延遲數(shù)據(jù)s(n-m)，完成FRFT，并求其模 F[s(n-m)] |。(4)計(jì)算裝置4接收計(jì)算裝置2和3的輸出結(jié)果，并完成運(yùn)算 |F[s(n)]|-F[s(n-m)]|0(5)計(jì)算裝置5接收計(jì)算裝置4的輸出數(shù)據(jù)，并搜索其最大值，得到檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量。(6)將該檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量與給定虛警概率下的檢測(cè)門(mén)限一同送入比較器6，進(jìn)行比較， 如果檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量超過(guò)檢測(cè)門(mén)限，判決為存在動(dòng)目標(biāo)信號(hào)，否則判決為沒(méi)有動(dòng)目標(biāo)信號(hào)。
權(quán)利要求
利用延時(shí)的FRFT模之差的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器，其特征在于包括以下技術(shù)措施(1)回波數(shù)據(jù)分段，分別分為0～N-m和m～N兩段；(2)計(jì)算兩段數(shù)據(jù)的FRFT模值，然后計(jì)算兩者之差；(3)以模之差的最大正值為檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量，并與固定門(mén)限相比較判定是否存在動(dòng)目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器，其回波數(shù)據(jù)分段特征在于以下技術(shù)措施步 驟回波分為0 N-m和m N兩段，m的取值需要考慮以下問(wèn)題，不能太大，太大會(huì)使得有 用數(shù)據(jù)減少，并且有可能導(dǎo)致延時(shí)后目標(biāo)已經(jīng)離開(kāi)本距離單元；取值也不能太小，太小會(huì)使 得兩者相減對(duì)消掉部分目標(biāo)信號(hào)能量，最佳效果就是足夠的延時(shí)使得兩段數(shù)據(jù)目標(biāo)的FRFT 譜完全分離，作者給出最理想的m取值范圍m彡/μ Υ2，其中，Y =Td/fs為量綱歸一 化因子，fs為采樣頻率，Td為信號(hào)時(shí)長(zhǎng)，μ為調(diào)頻率，然而實(shí)際應(yīng)用中完全可以小于4π/ μ Y 2，作者通過(guò)多次試驗(yàn)分析得到的結(jié)論是如接收數(shù)據(jù)較多，且條件允許大的延時(shí)，則取 4π/μ γ2左右；如果接收數(shù)據(jù)比較少，但信噪比較高時(shí)，m可選擇π/μ γ2左右；接收數(shù)據(jù) 少，信噪比較低時(shí)，m選擇2π/μ Υ2左右即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器，兩段數(shù)據(jù)FRFT模之差抑制雜波的特征在于以 下技術(shù)措施步驟對(duì)于短時(shí)間內(nèi)具有譜穩(wěn)定性的雜波，兩模之差可對(duì)消雜波；對(duì)于回波類(lèi) 似于單頻信號(hào)疊加的雜波或者干擾，兩模之差可以完全對(duì)消單頻部分；對(duì)于其它類(lèi)型雜波， 兩模之差對(duì)消雜波能力減弱；對(duì)于回波類(lèi)似于線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的動(dòng)目標(biāo)，兩模之差可很好的 保留目標(biāo)能量，基本沒(méi)能量損失。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用延時(shí)的FRFT模之差的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)器，該技術(shù)屬于雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域?，F(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法主要有基于統(tǒng)計(jì)模型、分形和現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)的方法，這些方法存在適用范圍窄、背景雜波和干擾抑制不理想和實(shí)施困難等弱點(diǎn)。本發(fā)明采用接收信號(hào)與其延時(shí)信號(hào)的FRFT模之差的最大正值為檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量。該檢測(cè)器能抑制干擾和雜波，對(duì)信雜比有一定的改善，在低信雜比下能有效的檢測(cè)動(dòng)目標(biāo)。由于簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，可以應(yīng)用于各種偵察和警戒雷達(dá)的信號(hào)處理系統(tǒng)，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01S13/89GK101881825SQ20091013714
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者關(guān)鍵, 李寶, 郭海燕 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍航空工程學(xué)院