一种单脉冲雷达导引头的不可分辨多目标检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种单脉冲雷达导引头不可分辨多目标检测方法，包括如下步骤：对不可分辨多目标建模，建立信号向量与参数向量的关系；根据所建模型中的参数，采用粒子集合描述跟踪信息；将该粒子集合作为粒子的先验集合，对该粒子集合进行重采样，所得到的粒子复制到后验粒子集合中，并重复此操作Np次，得到k-1时刻的后验粒子集合；计算先验粒子的权值并归一化，并通过计算目标观测量下的边缘后验密度，得到k时刻雷达天线指向向量，本发明通过将跟踪状态信息和粒子滤波有效结合，实现了雷达波束内同一距离和速度单元内对多目标的分辨能力，获取多个不可分辨多目标的角度信息，提高了雷达导引头角跟踪精度和稳定度，同时提高了抗角闪烁的能力。
【专利说明】一种单脉冲雷达导引头的不可分辨多目标检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及目标跟踪技术，特别是涉及一种单脉冲雷达导引头的不可分辨多目标检测方法。
【背景技术】
[0002]目标跟踪技术无论是在军事领域还是民用领域如防空、空中交通管制、空中导弹防御、卫星监控、空中目标攻击、机载预警、地面预警系统等均有广泛的应用。改善现有装备的硬件设备，比如采用阵列天线、高分辨力雷达等能显著提高目标跟踪能力，但目前单脉冲雷达广泛装备于制导武器中，若是整体更新换代，将带来巨大的费用，因此不改变现有装备，实现导引头的多目标检测是较为经济的手段。
[0003]传统单脉冲雷达导引头目标检测的方法主要有比幅法(振幅定向法)、比相法、相位-幅度比较法三种。
[0004]比幅法(振幅定向法)单脉冲雷达中，为了确定一个平面内的角坐标，就需要形成两个互相叠交的天线方向图，并且它们的中心线对等强信号方向偏离的角度分别为土 Θ °。当目标在偏离等强信号方向Θ处时，由两个波束收到信号的振幅差即表示目标对等强信号方向的偏移量，振幅差值的符号表示等强信号方向相对于目标的偏离方向。当等强信号方向与目标重合时，由两个波束收到回波信号的振幅相等，其差值就等于零。
[0005]比相法是将两个天线所收到信号的相位加以比较来确定目标在一个坐标平面内的方向。在较远的区域内，两个天线都照射着同一空间范围。因此，由点目标反射回来的信号，实际上是振幅相同，而相位不同。根据两个分开的天线所收到回波信号的相位差来确定到达角。
[0006]相位-幅度比较法中，采用两个跟踪坐标，一个跟踪坐标内用比幅法，另一个跟踪坐标内用比相法。该方法除了因目标噪声而存在交调失真项和可能发生模糊跟踪点外，其他与比幅、比相法相同。
[0007]上述三种方法为传统的单脉冲雷达常用的目标检测跟踪方法，但这些方法在检测目标数量上受到限制，即最多可检测两个目标，远远不能满足现代战场对武器装备的需求。
[0008]传统单脉冲雷达的偏离角度是复角度表示的实部，而不可分辨目标或多路径的存在使其实部变形，即使角度表示产生误差或错误，从而使其存在虚部，该虚部可通过处理差信号的正交相位部分而非常容易地得到。因此，两个不可分辨目标的角度、幅度比和相对相位从理论上可通过两个脉冲间隔的复角度表示的测量而得到，且这种复角度表示方法无需改变天线方向图从而获取角误差，但该方法通过复匹配滤波器最多可提取两个不可分辨目标。
[0009]对于多目标的检测问题一直是单脉冲雷达所需解决的棘手问题，应用于服役的单脉冲雷达大多采用传统的比幅、比相，或更进一步采用最大似然法，但最多只可检测出2个目标。
[0010]另外，角闪烁问题是影响单脉冲雷达导引头目标检测、角度跟踪精度的重要因素之一，当导引头接近目标时，复杂目标不同部位的散射强度和相对相位的随机变化，必然造成目标回波相位随机波前面的畸变，波前在接收天线口径面上的倾斜和随机摆动必然引起测角误差。目标角闪烁在本质上属于目标的特征信号，是跟踪雷达本身无法克服的问题，从目标特性研究的角度上来看，凡尺寸与波长相比拟，具有两个或以上等效散射中心的任何体目标，都会产生角闪烁线偏差。
【发明内容】
[0011]为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种单脉冲雷达导引头的不可分辨多目标检测方法，通过将跟踪状态信息和粒子滤波有效结合，实现了雷达波束内同一距离和速度单元内对多目标的分辨能力，获取多个不可分辨多目标的角度信息，提高了雷达导引头角跟踪精度和稳定度，同时提高了抗角闪烁的能力。
[0012]本发明之另一目的在于提供一种单脉冲雷达导引头的不可分辨多目标检测方法，其可降低信号处理的计算量，满足单脉冲雷达导引头跟踪实时性要求。
[0013]为达上述及其它目的，本发明提出一种单脉冲雷达导引头不可分辨多目标检测方法，包括如下步骤:
[0014]步骤一，对不可分辨多目标建模，建立信号向量与参数向量的关系；
[0015]步骤二，根据所建模型中的参数，采用粒子集合.
【权利要求】
1.一种单脉冲雷达导引头不可分辨多目标检测方法，包括如下步骤:步骤一，对不可分辨多目标建模，建立信号向量与参数向量的关系；步骤二，根据所建模型中的参数，采用粒子集合
2.如权利要求1所述的一种单脉冲雷达导引头不可分辨多目标检测方法，其特征在于:信号向量 z = [Sl daI deI sQ daQ deQ]T ;参数向量 ΦΝ = [α 01，…，a 0N, nal,..., naN, nei,..., rUN]T，其中，sQ分别为和信号的I相和Q相；da1、daQ分别为方位差信号的I相和Q相；(!『‘分别为俯仰差信号的I相和Q相；N为不可分辨目标数；a nai> nei分别为信号的幅度、方位向DOA、俯仰向DOA。
3.如权利要求2所述的一种单脉冲雷达导引头不可分辨多目标检测方法，其特征在于:于步骤一中，假设目标为斯威林类型，建立信号向量与参数向量的关系。
4.如权利要求3所述的一种单脉冲雷达导引头不可分辨多目标检测方法，其特征在于:于步骤四之前，采用距离门对跟踪检测进行分组，每组对应一个验证矩阵。
5.如权利要求4所述的一种单脉冲雷达导引头不可分辨多目标检测方法，其特征在于:于步骤三中，每次递归中采用贝叶斯模型选择确定检测事件。
【文档编号】G01S13/66GK103675808SQ201310636748
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】胡秀娟, 计春雷, 黎明 申请人:上海电机学院