專利名稱：基于環(huán)境信息的雷達信號處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于雷達技術領域，涉及目標檢測，可用于復雜雜波背景中基于環(huán)境信息的雷達檢測高效處理。
背景技術：
戰(zhàn)場監(jiān)視雷達與其它戰(zhàn)場偵察器材相比具有全天候，探測距離遠，監(jiān)視范圍廣的優(yōu)點，因而成為一種得到廣泛使用的戰(zhàn)場偵察器材。但是在實際應用中，戰(zhàn)場監(jiān)視雷達周邊的環(huán)境相當復雜，導致回波數據中除了強大的地物雜波外往往還存在慢動氣象雜波，這給雷達目標檢測，尤其是低速目標的檢測帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)自適應檢測方法的信號處理流程如

圖1所示:先對雷達的接收信號做脈壓處理，之后進行雜波抑制，最后做恒虛警檢測。傳統(tǒng)檢測方法在雜波抑制時需要估計雜波的協方差矩陣，估計時一般是在檢測單元兩側各選取一定數目獨立同分布的參考單元，并且為保證雜波抑制的效果參考單元數必須達到一定的數目。恒虛警檢測時傳統(tǒng)方法需要估計檢測單元的背景功率水平，也需要在該檢測單元的兩側選取一定數目獨立同分布的參考單元，同時為了減少恒虛警損失應盡可能增加參考單元的數目。此外傳統(tǒng)檢測方法對不同環(huán)境下的檢測單元都采用相同的處理方法。但是雷達的周邊環(huán)境一般十分復雜，造成了雜波空域上的非均勻性，甚至有些區(qū)域的雜波是多種雜波的混合。雜波的非均勻性一方面嚴重限制了可用于雜波協方差矩陣和背景功率水平估計的參考單元數；另一方面雜波的非均勻性還會導致某些區(qū)域檢測單元所采取的信號處理方法與其所處環(huán)境的失配，從而造成傳統(tǒng)檢測方法檢測性能的下降。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對上述檢測方法未能充分利用外部環(huán)境信息的不足，提出一種基于環(huán)境信息的雷達信號處理方法，以通過對外部環(huán)境信息的綜合利用，提高雷達在復雜雜波背景中的檢測性能。本發(fā)明的技術思路是:將認知雷達的思想運用到戰(zhàn)場監(jiān)視雷達的信號接收端，通過對外界環(huán)境的感知，獲取環(huán)境信息，將雷達掃描的區(qū)域劃分為:無雜波的噪聲區(qū)，地雜波區(qū)，氣象雜波區(qū)，地雜波和氣象雜波的混合區(qū)，然后在不同的檢測區(qū)域采取與之匹配的處理方式，從而改善雷達在復雜雜波背景中的檢測性能。認知雷達是近年提出的一種全新的信號處理系統(tǒng)。所謂認知指的是人們認識周邊環(huán)境的心理活動，認知行為包括觀察，思考，推理，判斷，問題解決以及記憶。概括地說，認知雷達就是一種能夠不斷地感知周邊環(huán)境，并將獲取的環(huán)境信息存入環(huán)境動態(tài)數據庫EDDB中，進而自適應地調整自身各種參數的雷達，一般包含以下3個要素:1)通過與所處環(huán)境的互動學習能夠智能得處理信號；2)具有從接收機到發(fā)射機的反饋；3)存儲目標的回波信息。為實現上述目的，本發(fā)明的目標檢測方法，包括如下步驟:I)令Xm表示雷達第m巾貞中一個方位-距離單元的回波數據,其中I < m < mQ, m0表示當前幀序號，根據幀間樣本估計第m幀的雜波協方差矩陣R:
權利要求
1.一種基于環(huán)境信息的雷達信號處理方法，包括如下步驟: 1)令Xm表示雷達第m巾貞中一個方位-距離單元的回波數據,其中I< m < IV IIici表示當前幀序號，根據幀間樣本估計第m幀的雜波協方差矩陣R,,
2.根據權利要求1所述的基于環(huán)境信息的雷達信號處理方法，其中所述步驟4a)在噪聲區(qū)z中的第m幀多普勒濾波后的信號y^，第Hitl幀第k個多普勒通道的雜波圖，分別通過如下公式計算:
3.根據權利要求1所述的基于環(huán)境信息的雷達信號處理方法，其中所述步驟4b)在地雜波區(qū)g中的第m幀濾除地雜波后的信號yu，第m幀多普勒濾波后的信號y^，第Hitl幀第k個多普勒通道的剩余雜波圖，第m幀包含地雜波和低速目標的信號y3，m，第m幀雜波四z ^，分別通過如下公式計算:
4.根據權利要求1所述的基于環(huán)境信息的雷達信號處理方法，其中所述步驟4C)在氣象雜波區(qū)w中的第m巾貞濾除氣象雜波后的信號y4，m，第m巾貞多普勒濾波后的信號y5，m，第Hici幀第k個多普勒通道的剩余雜波圖1。'^，第m幀包含氣象雜波和低速目標的信號y6，m，第m幀雜波圖匕0，分別通過如下公式計算:
5.根據權利要求1所述的基于環(huán)境信息的雷達信號處理方法，其中所述步驟4d)在混合雜波區(qū)C中的第m巾貞濾除混合雜波后的信號y7，m,第m巾貞多普勒濾波后的信號y8，m,第Hici幀第k個多普勒通道的剩余雜波圖么 。&，第m幀包含混合雜波和低速目標的信號y9，m，第m幀雜波圖^^ e，分別通過如下公式計算:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于環(huán)境信息的雷達信號處理方法，主要解決現有技術在復雜雜波背景中檢測性能差的問題。其實現過程是根據雷達的幀間樣本估計雜波的協方差矩陣；根據估計的雜波協方差矩陣計算出當前幀的雜波功率譜；根據當前幀的雜波功率譜將當前幀劃分為無雜波的噪聲區(qū)，地雜波區(qū)，氣象雜波區(qū)，混合雜波區(qū)這四種區(qū)域；根據檢測單元所處的檢測區(qū)域，對回波信號分別進行四種相應的處理。本發(fā)明充分利用外部環(huán)境信息，通過在不同的檢測區(qū)域中采取與其匹配的信號處理方式，提高了雷達的檢測性能，可用于復雜雜波背景下的雷達目標檢測。
文檔編號G01S7/41GK103197298SQ20131009338
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權日2013年3月21日
發(fā)明者劉宏偉, 方明, 戴奉周, 趙永波, 糾博 申請人:西安電子科技大學