單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種單脈沖雷達(dá)對(duì)空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)快速捕獲方法。利用本發(fā)明可顯著提高在低信噪比和目標(biāo)高速運(yùn)動(dòng)下雷達(dá)搜索捕獲目標(biāo)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)快速捕獲。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：DSP嵌入式軟件以三通道恒虛警檢測(cè)模塊、波束指向調(diào)整模塊、目標(biāo)參數(shù)估計(jì)模塊、序列位置關(guān)聯(lián)模塊和滑窗累積確認(rèn)模塊為單元構(gòu)成，其中，輸入和差三通道距離像，對(duì)三通道距離像進(jìn)行恒虛警檢測(cè)判決，獲取最大幅度的目標(biāo)信號(hào)；然后改變推移主觸發(fā)時(shí)間，按設(shè)計(jì)策略調(diào)整波束；利用相位和差式單脈沖測(cè)角進(jìn)行目標(biāo)參數(shù)估計(jì)；采用序列位置關(guān)聯(lián)判斷目標(biāo)關(guān)聯(lián)成功或失敗；再將關(guān)聯(lián)結(jié)果作滑窗式累積，把累積結(jié)果進(jìn)行判決，通過(guò)單脈沖雷達(dá)輸出搜索捕獲成功的目標(biāo)信息。
【專利說(shuō)明】
單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及雷達(dá)目標(biāo)搜索捕獲領(lǐng)域，特別是涉及單脈沖雷達(dá)在低信噪比下對(duì)空高 速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的快速、準(zhǔn)確捕獲方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在對(duì)空搜索跟蹤雷達(dá)中，實(shí)施跟蹤制導(dǎo)之前需要對(duì)指定空域目標(biāo)進(jìn)行搜索，快速 可靠捕獲目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)精確打擊的首要前提。搜索跟蹤雷達(dá)大多采用單脈沖技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 對(duì)目標(biāo)的精密測(cè)量和跟蹤。單脈沖是一種雷達(dá)測(cè)角技術(shù)，通過(guò)比較和差通道信號(hào)來(lái)獲得精 確的目標(biāo)角度信息，理論上講接收一個(gè)回波脈沖形成目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)的角度估計(jì)值，使用這 種技術(shù)的雷達(dá)稱為單脈沖雷達(dá)。
[0003] 單脈沖雷達(dá)為了得到高測(cè)角精度，會(huì)減小接收波束寬度，導(dǎo)致和通道的瞬時(shí)覆蓋 區(qū)域減少，如果只在和通道檢測(cè)，而不考慮兩個(gè)差通道信息，可能會(huì)丟失目標(biāo)有用信息，極 易降低對(duì)目標(biāo)捕獲概率。隨著現(xiàn)代國(guó)內(nèi)外隱身技術(shù)日益成熟，有效減小了目標(biāo)的雷達(dá)散射 截面積，使其回波信號(hào)能量比傳統(tǒng)飛行器能量減弱，信噪比降低，在高強(qiáng)度地雜波里檢測(cè)出 弱小運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信號(hào)的難度增大，傳統(tǒng)方法難以達(dá)到滿意的檢測(cè)效果。目前，新一代超聲速飛 行器的速度約2馬赫，無(wú)人機(jī)飛行速度達(dá)到10多個(gè)馬赫數(shù)，面對(duì)目標(biāo)超高速、高機(jī)動(dòng)飛行，傳 統(tǒng)搜索跟蹤雷達(dá)在短時(shí)間內(nèi)難以對(duì)這種目標(biāo)進(jìn)行有效地捕獲，對(duì)現(xiàn)有雷達(dá)防御體系造成了 極大的威脅，對(duì)目標(biāo)搜索跟蹤提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這些因素都給搜索跟蹤雷達(dá)快速、正確地捕 獲目標(biāo)帶來(lái)了極大的困難，如何提高雷達(dá)對(duì)空中高速運(yùn)動(dòng)弱小目標(biāo)快速捕獲能力，成為搜 索跟蹤雷達(dá)研制過(guò)程中急需解決的問(wèn)題。
[0004] 現(xiàn)有目標(biāo)搜索捕獲方法主要研究在：（1)改進(jìn)雷達(dá)收發(fā)前端，提高目標(biāo)回波信噪 比；（2)通過(guò)對(duì)目標(biāo)信號(hào)積累，提高檢測(cè)概率。方法（1)常采用增大發(fā)射功率，提高天線和信 道增益，降低接收機(jī)噪聲等，此類方法對(duì)雷達(dá)功率、尺寸和基礎(chǔ)硬件要求嚴(yán)格，且容易暴露 雷達(dá)，被反輻射武器攻擊，在實(shí)現(xiàn)中會(huì)受到諸多現(xiàn)實(shí)條件限制，工程使用難度大;方法(2)在 信號(hào)處理中通過(guò)對(duì)多個(gè)時(shí)間序列脈沖進(jìn)行相參和非相參積累改善輸出信噪比，但要求在積 累的時(shí)間內(nèi)目標(biāo)不能跨距離單元走動(dòng)，這樣對(duì)空中高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的積累時(shí)間有限制，不宜 長(zhǎng)時(shí)間積累；另外，上述方法大都只考慮在和通道檢測(cè)，忽略了差通道信息，可能會(huì)丟掉差 通道出現(xiàn)的目標(biāo)，失去對(duì)其捕獲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決搜索跟蹤雷達(dá)對(duì)空中高速運(yùn)動(dòng)弱小目標(biāo)的搜索捕獲問(wèn)題，本發(fā)明的目的是 提供一種能縮短雷達(dá)搜索時(shí)間、提高目標(biāo)捕獲概率的單脈沖雷達(dá)快速捕獲方法，以此提高 在低信噪比和目標(biāo)高速運(yùn)動(dòng)情況下雷達(dá)搜索捕獲目標(biāo)能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)空目標(biāo)的快速捕獲。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征 在于包括如下步驟:在終端處理分機(jī)DSP嵌入式軟件中，DSP嵌入式軟件以三通道恒虛警檢 測(cè)模塊、波束指向調(diào)整模塊、目標(biāo)參數(shù)估計(jì)模塊、序列位置關(guān)聯(lián)模塊、滑窗累積確認(rèn)模塊為 單元構(gòu)建單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲處理架構(gòu)，其中，三通道恒虛警檢測(cè)模塊根據(jù)信號(hào) 處理分機(jī)輸出的和、方位差、俯仰差三通道距離像信號(hào)，統(tǒng)計(jì)背景噪聲均值和標(biāo)準(zhǔn)差，按虛 警概率確定門限乘子，計(jì)算恒虛警自適應(yīng)檢測(cè)門限，同時(shí)對(duì)三通道距離像進(jìn)行檢測(cè)判決，獲 取最大幅度的目標(biāo)信號(hào)；波束指向調(diào)整模塊利用目標(biāo)距離計(jì)算信號(hào)采集的推移主觸發(fā)時(shí) 間，在最大調(diào)整次數(shù)內(nèi)，按設(shè)計(jì)策略進(jìn)行波束指向調(diào)整，當(dāng)滿足和通道檢測(cè)到目標(biāo)，同時(shí)和 通道信號(hào)大于方位差、俯仰差通道信號(hào)，則波束調(diào)整完成；目標(biāo)參數(shù)估計(jì)模塊利用和通道檢 測(cè)的目標(biāo)信號(hào)選通對(duì)應(yīng)差通道信號(hào)，作相位和差式單脈沖測(cè)角，估計(jì)目標(biāo)方位角偏差和俯 仰角偏差，再利用波束指向計(jì)算方位角和俯仰角，估計(jì)目標(biāo)方位角偏差和俯仰角偏差，然后 利用波束指向計(jì)算方位角和俯仰角;序列位置關(guān)聯(lián)模塊把目標(biāo)距離、方位角和俯仰角，轉(zhuǎn)換 成直角坐標(biāo)系下觀測(cè)值，計(jì)算前后兩個(gè)時(shí)刻目標(biāo)觀測(cè)值的歐式距離，以最大運(yùn)動(dòng)速度為準(zhǔn) 則判斷目標(biāo)關(guān)聯(lián)成功或失敗;滑窗累積確認(rèn)模塊把目標(biāo)序列位置關(guān)聯(lián)成功或失敗的結(jié)果用 "0"或"Γ表示，然后將關(guān)聯(lián)結(jié)果作滑窗式累積，再把累積結(jié)果進(jìn)行判決，通過(guò)單脈沖雷達(dá)輸 出搜索捕獲成功的目標(biāo)信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空高速運(yùn)動(dòng)弱小目標(biāo)的快速捕獲。
[0007] 本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果： 本發(fā)明針對(duì)低信噪比和目標(biāo)高速運(yùn)動(dòng)，提出了單脈沖雷達(dá)對(duì)空高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)快速捕獲 方法:輸入和差三通道距離像，三通道恒虛警檢測(cè)模塊利用三通道距離像計(jì)算恒虛警自適 應(yīng)檢測(cè)門限，同時(shí)對(duì)三通道距離像進(jìn)行檢測(cè)判決，獲取最大幅度的目標(biāo)信號(hào);改變信號(hào)采集 的推移主觸發(fā)時(shí)間，并按設(shè)計(jì)策略進(jìn)行波束指向調(diào)整，使和通道能檢測(cè)到目標(biāo)，同時(shí)要滿足 和通道信號(hào)大于方位差、俯仰差通道信號(hào)；和通道檢測(cè)的目標(biāo)信號(hào)聯(lián)合對(duì)應(yīng)的差通道信號(hào) 采用相位和差式單脈沖測(cè)角進(jìn)行目標(biāo)參數(shù)估計(jì);轉(zhuǎn)換目標(biāo)實(shí)測(cè)值，計(jì)算前后兩個(gè)時(shí)刻目標(biāo) 觀測(cè)值的歐式距離，以最大運(yùn)動(dòng)速度為準(zhǔn)則判斷目標(biāo)關(guān)聯(lián)成功或失敗;將關(guān)聯(lián)結(jié)果作滑窗 式累積，再把累積結(jié)果進(jìn)行判決，通過(guò)單脈沖雷達(dá)輸出搜索捕獲成功的目標(biāo)信息，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)空高速運(yùn)動(dòng)弱小目標(biāo)的快速捕獲。與現(xiàn)有方法相比，不需要改變雷達(dá)現(xiàn)有體制，只在終端 處理流程和方法上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終采用DSP軟件實(shí)現(xiàn)，便于移植和升級(jí)，工程應(yīng)用上易 操作實(shí)現(xiàn)。
[0008] 本發(fā)明充分利用和、方位差、俯仰差三通道距離像回波信號(hào)，采用和差通道聯(lián)合檢 測(cè)方法，等效于增加了掃描搜索的波束寬度，挖掘目標(biāo)有用信息，提高了對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)概 率，縮短目標(biāo)捕獲時(shí)間；為防止高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)丟失，采用馬上鎖定目標(biāo)方式，同時(shí)考慮目標(biāo) 不一定能滿足單脈沖測(cè)角的條件，設(shè)計(jì)波束調(diào)整策略以便在不同情況下能調(diào)整波束對(duì)準(zhǔn)目 標(biāo);通過(guò)對(duì)目標(biāo)序列位置關(guān)聯(lián)的結(jié)果作滑窗式累積確認(rèn)，可以達(dá)到在低信噪比下對(duì)目標(biāo)的 確認(rèn)，進(jìn)一步提高對(duì)目標(biāo)搜索捕獲正確率。
[0009] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)單脈沖雷達(dá)在低信噪比下對(duì)空高速目標(biāo)搜索捕獲提供了解決的方 法和堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 為了更清楚地理解本發(fā)明，現(xiàn)通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，其中： 圖1是本發(fā)明單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法流程圖。
[0011] 圖2是本發(fā)明波束指向調(diào)整模塊的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013] 參閱圖1。在以下描述的實(shí)施例中，單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法的整個(gè)流程 采用DSP嵌入式軟件方式在終端處理分機(jī)中自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。DSP嵌入式軟件以三通道恒虛警檢測(cè) 模塊、波束指向調(diào)整模塊、目標(biāo)參數(shù)估計(jì)模塊、序列位置關(guān)聯(lián)模塊、滑窗累積確認(rèn)模塊為單 元構(gòu)建單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲軟件架構(gòu)，其中，（SI)三通道恒虛警檢測(cè)模塊根據(jù)信 號(hào)處理分機(jī)輸出的和、方位差、俯仰差三通道距離像信號(hào)，統(tǒng)計(jì)背景噪聲均值和標(biāo)準(zhǔn)差，按 虛警概率確定門限乘子，計(jì)算恒虛警自適應(yīng)檢測(cè)門限，同時(shí)對(duì)三通道距離像進(jìn)行檢測(cè)判決， 獲取最大幅度的目標(biāo)信號(hào)；（S2)波束指向調(diào)整模塊利用目標(biāo)距離計(jì)算信號(hào)采集的推移主觸 發(fā)時(shí)間，在最大調(diào)整次數(shù)內(nèi)，按設(shè)計(jì)策略進(jìn)行波束指向調(diào)整，當(dāng)滿足和通道檢測(cè)到目標(biāo)，同 時(shí)和通道信號(hào)大于方位差、俯仰差通道信號(hào)，則波束調(diào)整完成；（S3)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)模塊利用 和通道檢測(cè)的目標(biāo)信號(hào)選通對(duì)應(yīng)的差通道信號(hào)，作相位和差式單脈沖測(cè)角，估計(jì)目標(biāo)方位 角偏差和俯仰角偏差，再利用波束指向計(jì)算方位角和俯仰角；（S4)序列位置關(guān)聯(lián)模塊把目 標(biāo)距離、方位角和俯仰角，轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)系下觀測(cè)值，計(jì)算前后兩個(gè)時(shí)刻目標(biāo)觀測(cè)值的歐 式距離，以最大運(yùn)動(dòng)速度為準(zhǔn)則判斷目標(biāo)關(guān)聯(lián)成功或失敗；（S5)滑窗累積確認(rèn)模塊把目標(biāo) 序列位置關(guān)聯(lián)成功或失敗的結(jié)果用"〇"或T表示，然后將關(guān)聯(lián)結(jié)果作滑窗式累積，再將累 積結(jié)果進(jìn)行判決，通過(guò)單脈沖雷達(dá)輸出搜索捕獲成功的目標(biāo)信息。
[0014] 每個(gè)模塊具體步驟是： 在三通道恒虛警檢測(cè)中，三通道恒虛警檢測(cè)模塊利用和、方位差、俯仰差三通道距離像 計(jì)算背景噪聲均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差〇
⑴ ⑵ 其中，，
U為三通道距離像幅度值，為距離像回波信號(hào)的IQ兩路正 交信號(hào)，η為參與統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)。 三通道恒虛警檢測(cè)模塊假定背景噪聲服從高斯分布，根據(jù)恒虛警概率的大小確定門限 乘子K;三通道恒虛警檢測(cè)模塊利用上述計(jì)算的背景均值μ和門限乘子K，計(jì)算三通道距離像 恒虛警自適應(yīng)檢測(cè)門限山
⑶ 三通道恒虛警檢測(cè)模塊利用上述計(jì)算的恒虛警自適應(yīng)檢測(cè)門限U1，對(duì)和、方位差、俯仰 差三通道的距離像幅度Ai￡ {Α?,Αδι，Αδ2}(其中，Α?為和通道幅度，Aai為方位差通道幅度， Αλ2為俯仰差通道幅度），同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)判決，將 若Ai 2 Ui，判決為目標(biāo)信號(hào) 若Ai < Ui，判決為噪聲信號(hào) 如果存在多個(gè)信號(hào)通過(guò)檢測(cè)門限判決，三通道恒虛警檢測(cè)模塊只取最大信號(hào)幅度的距 離單元作為后續(xù)處理的目標(biāo)信號(hào)，并記錄其所在和差通道號(hào)，距離像單元序號(hào)及回波信號(hào) 幅度。 參閱圖2。在波束指向調(diào)整中，波束指向調(diào)整模塊針對(duì)三通道恒虛警檢測(cè)模塊獲取的最 大幅度目標(biāo)信號(hào)，利用三通道距離像起始距離Rstart，距離單元長(zhǎng)度runit，以及目標(biāo)信號(hào)所在 的距離單元序號(hào)k，計(jì)算目標(biāo)距離R k Rk = Rstart+runit X k (4) 波束指向調(diào)整槌±辦刺距離i+算信號(hào)采集的推移主觸發(fā)時(shí)間tAD
(5) 其中，C為電磁波傳播速度。 波束指向調(diào)整模塊設(shè)置波束最大調(diào)整次數(shù)K，當(dāng)波束調(diào)整次數(shù)小等于K時(shí)，可以繼續(xù)調(diào) 整波束指向檢測(cè)目標(biāo)；當(dāng)波束調(diào)整次數(shù)大于K時(shí)，終止波束調(diào)整，按規(guī)劃的搜索路線順序掃 描。若不在和通道檢測(cè)到目標(biāo)，波束指向調(diào)整模塊的波束指向調(diào)整策略按以下順序進(jìn)行波 束調(diào)整 1) 方位向順偏半波束寬度，俯仰向不變； 2) 方位向回偏半波束寬度，俯仰向順偏半波束寬度； 3) 方位向反偏半波束寬度，俯仰向回偏半波束寬度； 4) 方位向回偏半波束寬度，俯仰向反偏半波束寬度。 在和通道檢測(cè)到目標(biāo)，但不滿足和通道信號(hào)大于方位差、俯仰差通道信號(hào)，波束指向調(diào) 整模塊的波束指向調(diào)整策略按以下方式進(jìn)行波束調(diào)整 若和〈方位差:方位向先順偏半波束寬度，后反偏1波束寬度 若和〈俯仰差:俯仰向先順偏半波束寬度，后反偏1波束寬度 波束指向調(diào)整模塊在波束指向調(diào)整后，判斷是否在和通道檢測(cè)到目標(biāo)，若不滿足，則需 繼續(xù)調(diào)整波束指向檢測(cè)目標(biāo)；否則按流程進(jìn)入下步處理。波束指向調(diào)整模塊再判斷和通道 信號(hào)是否大于方位差、俯仰差通道信號(hào)，若滿足，則波束調(diào)整完成，進(jìn)入下一模塊進(jìn)行處理； 否則返回繼續(xù)調(diào)整波束指向檢測(cè)目標(biāo)。 在目標(biāo)參數(shù)估計(jì)中，目標(biāo)參數(shù)估計(jì)模塊把和通道通過(guò)檢測(cè)門限的目標(biāo)信號(hào)，參照波束 指向調(diào)整模塊中式(4) Rk=Rstart+runit X k方法計(jì)算目標(biāo)距離Rk。 目標(biāo)參數(shù)估計(jì)模塊利用和通道檢測(cè)的目標(biāo)信號(hào)選通對(duì)應(yīng)差通道信號(hào)，作相位和差式單 脈沖測(cè)角，計(jì)算目標(biāo)方位角偏差εθ和俯仰角偏差S
(B) (7) 其中，Κθ、分別為方位和俯仰角偏差斜率;Ι?和Ο?分別為和通道IQ兩路正交信號(hào)，Ιδι 和Qm分別為方位差通道IQ兩路正交信號(hào)，和Qm分別為俯仰差通道IQ兩路正交信號(hào)。 目標(biāo)參數(shù)估計(jì)模塊利用天線給出的波束中心指向和上述計(jì)算的角偏差，計(jì)算目標(biāo)方位 角Θ和俯仰角φ 0 = 0Beam+e9 (8) (9) 其中，9[3_和％??分別為天線方位和俯仰波束中心指向，εθ和&分別為方位角偏差和 俯仰角偏差。 在序列位置關(guān)聯(lián)中，序列位置關(guān)聯(lián)模塊把目標(biāo)距離R、方位角Θ、俯仰角0，轉(zhuǎn)換成直角 坐標(biāo)系下觀測(cè)值(X，y，ζ)
(10) 序列位置關(guān)聯(lián)模塊計(jì)算前后兩個(gè)序列目標(biāo)觀測(cè)值的歐式距離
(11) 其中，（x(k)，y(k)，z(k))為前一時(shí)刻目標(biāo)觀測(cè)值，（x(k-l)，y(k-l)，z(k-l))為后一時(shí) 刻目標(biāo)觀測(cè)值。序列位置關(guān)聯(lián)模塊通過(guò)以下準(zhǔn)則進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)判決 若D/Ts < Vmax，判決為目標(biāo)關(guān)聯(lián)成功 若D/Ts >Vmax，判決為目標(biāo)關(guān)聯(lián)失敗 其中，D為前后兩個(gè)時(shí)刻的歐式距離.1為前后兩個(gè)時(shí)刻的時(shí)間間隔，Vmax為雷達(dá)和目標(biāo) 之間最大徑向速度。 在滑窗累積確認(rèn)中，滑窗累積確認(rèn)模塊把目標(biāo)序列位置關(guān)聯(lián)成功或失敗的結(jié)果用"〇" 或"Γ表示，然后將關(guān)聯(lián)結(jié)果輸入到長(zhǎng)度為N的滑窗中，并作滑窗式累積，累積結(jié)果記為Μ?， 再將累積結(jié)果進(jìn)行判決 若Μ? 2 U2，判決為目標(biāo)捕獲成功 若ΜΣ<υ2，判決為目標(biāo)捕獲失敗 其中，U2為滑窗累積確認(rèn)判決門限，取值整數(shù)，范圍為0<U2<N。累積結(jié)果Μ?和目標(biāo)累 積捕獲概率Pcd的關(guān)系為
(12)： 其中，Ν!為N的階乘，Pd為單次檢測(cè)概率。如果已知目標(biāo)累積捕獲概率Pd，滑窗累積確認(rèn) 模塊可以利用上式計(jì)算出累積判決門限U2。當(dāng)累積判決成功，滑窗累積確認(rèn)模塊輸出此時(shí) 目標(biāo)信息作為單脈沖雷達(dá)搜索捕獲成功的目標(biāo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于包括如下步驟:在終端處理分 機(jī)DSP嵌入式軟件中，DSP嵌入式軟件通道恒虛警檢測(cè)模塊、波束指向調(diào)整模塊、目標(biāo)參 數(shù)估計(jì)模塊、序列位置關(guān)聯(lián)模塊、滑窗累積確認(rèn)模塊為單元構(gòu)建單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速 捕獲處理架構(gòu)，其中，Ξ通道恒虛警檢測(cè)模塊根據(jù)信號(hào)處理分機(jī)輸出的和、方位差、俯仰差 Ξ通道距離像信號(hào)，統(tǒng)計(jì)背景噪聲均值和標(biāo)準(zhǔn)差，按虛警概率確定口限乘子，計(jì)算恒虛警自 適應(yīng)檢測(cè)口限，同時(shí)對(duì)Ξ通道距離像進(jìn)行檢測(cè)判決，獲取最大幅度的目標(biāo)信號(hào);波束指向調(diào) 整模塊利用目標(biāo)距離計(jì)算信號(hào)采集的推移主觸發(fā)時(shí)間，在最大調(diào)整次數(shù)內(nèi)，按設(shè)計(jì)策略進(jìn) 行波束指向調(diào)整，當(dāng)滿足和通道檢測(cè)到目標(biāo)，同時(shí)和通道信號(hào)大于方位差、俯仰差通道信 號(hào)，則波束調(diào)整完成；目標(biāo)參數(shù)估計(jì)模塊利用和通道檢測(cè)的目標(biāo)信號(hào)選通對(duì)應(yīng)差通道信號(hào)， 作相位和差式單脈沖測(cè)角，估計(jì)目標(biāo)方位角偏差和俯仰角偏差，再利用波束指向計(jì)算方位 角和俯仰角，估計(jì)目標(biāo)方位角偏差和俯仰角偏差，然后利用波束指向計(jì)算方位角和俯仰角； 序列位置關(guān)聯(lián)模塊把目標(biāo)距離、方位角和俯仰角，轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)系下觀測(cè)值，計(jì)算前后兩 個(gè)時(shí)刻目標(biāo)觀測(cè)值的歐式距離，W最大運(yùn)動(dòng)速度為準(zhǔn)則判斷目標(biāo)關(guān)聯(lián)成功或失敗;滑窗累 積確認(rèn)模塊把目標(biāo)序列位置關(guān)聯(lián)成功或失敗的結(jié)果用"0"或"Γ表示，然后將關(guān)聯(lián)結(jié)果作滑 窗式累積，再把累積結(jié)果進(jìn)行判決，通過(guò)單脈沖雷達(dá)輸出捜索捕獲成功的目標(biāo)信息，從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)空高速運(yùn)動(dòng)弱小目標(biāo)的快速捕獲。2. 如權(quán)利要求1所述的單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于:在Ξ通道恒虛 警檢測(cè)中，Ξ通道恒虛警檢測(cè)模塊利用和、方位差、俯仰差Ξ通道距離像計(jì)算背景噪聲均值 μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ其中，，Ai為Ξ通道距離像幅度值，li和化為距離像回波信號(hào)的IQ兩路正交 信號(hào)，η為參與統(tǒng)計(jì)樣本總數(shù)。3. 如權(quán)利要求1所述的單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于:Ξ通道恒虛警 檢測(cè)模塊根據(jù)恒虛警概率的大小確定口限乘子Κ;利用計(jì)算的背景噪聲均值μ和口限乘子Κ， 計(jì)算Ξ通道距離像恒虛警自適應(yīng)檢測(cè)口限巧=^ X σ。4. 如權(quán)利要求3所述的單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于:Ξ通道恒虛警 檢測(cè)模塊利用計(jì)算的恒虛警自適應(yīng)檢測(cè)口限化，對(duì)和、方位差、俯仰差Ξ通道的距離像幅度 AiE {Α?,Αδι ,Αδ2}，同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)判決；若Ai > Ui判決為目標(biāo)信號(hào)，若Ai<Ui判決為噪聲信 號(hào)，其中，Α?為和通道幅度，Αλ功方位差通道幅度，Αλ2為俯仰差通道幅度。5. 如權(quán)利要求4所述的單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于:如果存在多個(gè) 信號(hào)通過(guò)檢測(cè)口限判決，Ξ通道恒虛警檢測(cè)模塊只取最大信號(hào)幅度的距離單元作為后續(xù)處 理的目標(biāo)信號(hào)，并記錄其所在和差通道號(hào)，距離像單元序號(hào)及回波信號(hào)幅度。6. 如權(quán)利要求1所述的單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于:波束指向調(diào)整 模塊設(shè)置波束最大調(diào)整次數(shù)，當(dāng)波束調(diào)整次數(shù)小等于時(shí)，繼續(xù)調(diào)整波束指向檢測(cè)目標(biāo);當(dāng)波 束調(diào)整次數(shù)大于時(shí)，終止波束調(diào)整，按規(guī)劃的捜索路線順序掃描;若不在和通道檢測(cè)到目 標(biāo)，波束指向調(diào)整模塊的波束指向調(diào)整策略按W下順序進(jìn)行波束調(diào)整， 1) 方位向順偏半波束寬度，俯仰向不變； 2) 方位向回偏半波束寬度，俯仰向順偏半波束寬度； 3) 方位向反偏半波束寬度，俯仰向回偏半波束寬度； 4) 方位向回偏半波束寬度，俯仰向反偏半波束寬度。7. 如權(quán)利要求1所述的單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于:在和通道檢測(cè) 到目標(biāo)，但不滿足和通道信號(hào)大于方位差、俯仰差通道信號(hào)時(shí)，波束指向調(diào)整模塊的波束指 向調(diào)整策略按W下方式進(jìn)行波束調(diào)整:若和 < 方位差，方位向先順偏半波束寬度，后反偏1波 束寬度，若和 < 俯仰差，俯仰向先順偏半波束寬度，后反偏1波束寬度;波束指向調(diào)整模塊在 波束指向調(diào)整后，判斷是否在和通道檢測(cè)到目標(biāo)，若不滿足，則需繼續(xù)調(diào)整波束指向檢測(cè)目 標(biāo)，否則按流程進(jìn)入下步處理。8. 如權(quán)利要求1所述的單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于：目標(biāo)參數(shù)估計(jì) 模塊利用和通道檢測(cè)的目標(biāo)信號(hào)選通對(duì)應(yīng)差通道信號(hào)，作相位和差式單脈沖測(cè)角，計(jì)算目 標(biāo)方位角偏差ε Θ和俯仰角偏差其中，Κθ、fp分別為方位和俯仰角偏差斜率;Ι?和化分別為和通道IQ兩路正交信號(hào)，Ιλι 和Qm分別為方位差通道IQ兩路正交信號(hào)，Ιλ2和9λ2分別為俯仰差通道IQ兩路正交信號(hào)。9. 如權(quán)利要求1所述的單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于:序列位置關(guān)聯(lián) 模塊通過(guò)W下準(zhǔn)則進(jìn)行目標(biāo)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)判決:若D/Ts^V"ax，判決為目標(biāo)關(guān)聯(lián)成功，若D/Ts> Vmax，判決為目標(biāo)關(guān)聯(lián)失敗;其中，D為前后兩個(gè)時(shí)刻的歐式距離.Ts為前后兩個(gè)時(shí)刻的時(shí)間 間隔，Vmax為雷達(dá)和目標(biāo)之間最大徑向速度。10. 如權(quán)利要求1所述的單脈沖雷達(dá)對(duì)空目標(biāo)快速捕獲方法，其特征在于:滑窗累積確 認(rèn)模塊把目標(biāo)序列位置關(guān)聯(lián)成功或失敗的結(jié)果用"0"或"Γ表示，然后將關(guān)聯(lián)結(jié)果輸入到長(zhǎng) 度為N的滑窗中，并作滑窗式累積，累積結(jié)果記為化，再將累積結(jié)果進(jìn)行判決:若化含化，判 決為目標(biāo)捕獲成功，若化 <化，判決為目標(biāo)捕獲失敗;其中，化為滑窗累積確認(rèn)判決口限，取 值整數(shù)，范圍為〇<&<N。
【文檔編號(hào)】G01S13/72GK105842688SQ201610173127
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日
【發(fā)明人】李思奇, 陳懷新, 宋丹, 常軍, 蔣運(yùn)輝
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所