一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理方法，包括以下步骤：(1)对脉压后信号经过信号预处理；(2)对步骤1得到的信号进行滤波，分为检测和追踪两种状态：检测状态采用M路MTD滤波器输出M路多普勒频率通道的目标信号，追踪状态采用追踪滤波器对特定多普勒频率信号进行滤波；(3)对步骤（2）的输出数据，进行杂波图处理；(4)对步骤（3）的结果，进行恒虚警处理；(5)根据杂波分布，对杂波特性进行分析计算，对杂波区分类，对应各种杂波区采用对应的检测门限，进行目标检测；(6)将各个通道相同距离元的检测信号进行合成，获取距离单元的目标检测结果。
【专利说明】一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种雷达数据处理方法，特别是一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测(MTD, Moving Target Detect, MTD)处理方法。
【背景技术】
[0002]动目标检测(Moving Target Detect, MTD)是雷达信号处理中杂波抑制的重要技术。雷达信号处理中的杂波包括地物杂波、海浪杂波、气象杂波等。MTD处理是对雷达回波信号进行相干积累匹配滤波，其特点是有很好的抑制动杂波能力、提高目标的信噪比。MTD处理采用窄带多普勒滤波器组来覆盖整个雷达重复频率的范围，由于杂波和目标的多普勒频率不同，它们出现在不同的窄带滤波器中，从而可方便地滤除杂波、保留信号，从而提高雷达检测目标信号的能力。所以，对MTD技术的分析和研究，不仅在理论上具有重要意义，在实用中也有迫切需求。
[0003]动目标检测(MTD)雷达使用了各种滤波器，滤除固定杂波而取出运动杂波的回波，能改善在杂波背景下检测运动目标的能力，提高雷达的抗干扰能力。通过用多个带通滤波器组成的滤波器组对雷达回波进行滤波处理，再对滤波器组输出进行检测来发现目标的。
[0004]如何提高MTD性能，一直都是雷达数据处理的热点问题。通过对不同距离分段加权，并且对不同加权系数加以一系列的优化控制，能够减小滤波器通道之间的跨越损失，提高雷达在强杂波背景下的弱小目标检测能力。
[0005]现有的MTD技术存在以下的缺点:(1)由于雷达数据受到CPI的约束，一个波束中只有有限数目的CPI数据，限制了 MTD的滤波器通道个数，有限的滤波器通道，不可能完全覆盖所有的频域，两个相邻滤波器之间必然存在跨越和交叉。(2)传统的MTD处理，滤波器组的中心位置是固定的，运动目标的多普勒频率可能落在两个相邻滤波器之间的任何地方，因此会发生信号损失。MTD性能直接受到跨越损失和交叉损失的影响，在损失严重的情况下会导致杂波抑制的失效。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理。
[0007]本发明公开了一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理方法，包括以下步骤:
[0008](I)对脉压后信号经过信号预处理，去除信号中的干扰和杂波。
[0009](2)对步骤I得到的信号进行滤波，分为检测和追踪两种状态:检测状态采用M路MTD滤波器输出M路多普勒频率通道的目标信号，追踪状态采用追踪滤波器对特定多普勒频率信号进行滤波；
[0010](3)对步骤⑵的输出数据，进行杂波图处理；[0011](4)对步骤(3)的结果，进行恒虚警处理；
[0012](5)根据杂波分布，对杂波特性进行分析计算，对杂波区分类，对应各种杂波区采用对应的检测门限，进行目标检测；目标检测数据再经过滑窗检测，根据区域类型，分别设置滑窗检测门限；
[0013](6)将各个通道相同距离元的检测信号进行合成，获取距离单元的目标检测结果。
[0014]本发明步骤(2)中，追踪滤波器对特定多普勒频率信号进行滤波包括，将追踪滤波器的最大零点对准目标信号，并估计目标信号的多普勒频率中心。
[0015]本发明中，追踪滤波器估计目标的多普勒频率中心时:如果追踪滤波器处于追踪状态，利用目标检测的速度变化估计多普勒频率中心；如果追踪滤波器处于检测状态，利用经典谱估计算法周期图法，或质心算法估计多普勒频率中心。
[0016]本发明中，步骤(2)中，追踪状态下采用以下公式估计多普勒频率中心:
【权利要求】
1.一种基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)对脉压信号预处理，去除信号中的干扰和杂波； (2)对步骤I得到的信号进行滤波，分为检测和追踪两种状态:检测状态采用M路MTD滤波器输出M路多普勒频率通道的目标信号，追踪状态采用追踪滤波器对特定多普勒频率信号进行滤波； (3)对步骤(2)的输出数据，进行杂波图处理； (4)对步骤(3)的结果，进行恒虚警处理； (5)根据杂波分布，对杂波特性进行分析计算，对杂波区分类，对应各种杂波区采用对应的检测门限，进行目标检测；目标检测数据再经过滑窗检测，根据区域类型，分别设置滑窗检测门限； (6)将各个通道相同距离元的检测信号进行合成，获取距离单元的目标检测结果。
2.根据权利要求1所述的基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理，其特征在于，步骤(2)中，追踪滤波器对特定多普勒频率信号进行滤波包括，将追踪滤波器的最大零点对准目标信号，并估计目标信号的多普勒频率中心。
3.根据权利要求2所述的基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理，其特征在于，追踪滤波器估计目标的多普勒频率中心时:如果追踪滤波器处于追踪状态，利用目标检测的速度变化估计多普勒频率中心；如果追踪滤波器处于检测状态，利用经典谱估计算法周期图法，或质心算法估计多普勒频率中心。
4.根据权利要求3所述的基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理，其特征在于:步骤(2)中，追踪状态下采用以下公式估计多普勒频率中心:
5.根据权利要求3所述的基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理，其特征在于:步骤(2)中，检测状态下质心算法估计多普勒频率中心包括以下步骤: (a)对于步骤(1)得到的脉压信号？111(11):
Pm (η)，n=0, I,...，N-l, Hi=Hi1, π^+1,...，m2, m是参与信号功率谱估计的距离单元，In1是距离起始单元，m2是距离终止单元，N为脉压信号的长度，η表不对应脉压信号； (b)计算功率谱Sm(η):
Sm(η) = |FFT[sm(η)] 2 ； (c)计算所有距离单元的功率谱平均值S(η):
6.根据权利要求3所述的基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理，其特征在于:步骤(2)中，检测状态下利用经典谱估计的周期图法估计多普勒频率中心:通过对信号进行FFT处理，对频谱的幅值进行平方，估计信号频率中心，即多普勒频率。
7.根据权利要求6所述的基于追踪滤波器的雷达数据动目标检测处理，其特征在于:对信号先进行加权自相关再进行FFT处理。
【文档编号】G01S7/36GK103885053SQ201410120474
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】龙超, 林学, 黄绍斌, 赵春光 申请人:中国电子科技集团公司第二十八研究所