基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法
【专利摘要】本发明属于目标检测【技术领域】，特别涉及一种宽带雷达体制下的基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法。该基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法包括以下步骤：雷达接收的回波信号包含N个脉冲；利用第M+1距离单元至第L+M距离单元组成检测窗，L表示检测窗长度，M为设定的自然数；得出检测窗内第l个距离单元的回波信号向量的模值的积累值yl,N；将检测窗内每个距离单元的回波信号向量的模值的积累值进行降序排列，将降序排列后位于第l位的数值表示为y(l,N)；设置终止判决长度K和Q个检测通道；得出每个检测通道的检测统计量；确定每个检测通道的检测门限；如果每个检测通道的检测统计量大于等于对应检测通道的检测门限，则判定目标存在；反之，则判定目标不存在。
【专利说明】基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于目标检测【技术领域】，特别设及一种宽带雷达体制下的基于多通道顺序 统计的距离扩展目标检测方法。
【背景技术】
[0002] 雷达发射波形的带宽决定了其距离分辨能力。由于宽带雷达所发射波形的带宽较 宽，所W其拥有较强的距离分辨能力。宽带雷达可W分辨的距离单元尺寸小于目标的尺寸， 该样它就将一个目标分辨为多个独立的散射点，目标在宽带雷达体制下的表现形式为距离 扩展目标。目标散射点的个数与目标在雷达径向距离上的扩展尺寸和雷达的距离分辨能力 有关，通常目标不同散射点的强度存在差别，一个目标仅包含若干个较强的散射点。由于宽 带雷达的回波包含许多目标的结构信息，所W其常应用于目标的识别、分类和成像等领域。
[0003] 由于目标的外形、尺寸W及姿态的变化等因素，目标不同散射点在回波中的强度 往往存在较大差别，通常目标的回波仅仅包含若干个较强的散射点，并且随着目标姿态W 及目标相对雷达的位置变化，散射点的相对位置W及强度也会发生变化。在实际的宽带雷 达目标检测过程中，目标强散射点的数目和位置往往是先验未知的，该对传统的能量积累 检测方法的性能产生了一定的影响。
[0004] 目前宽带雷达检测技术存在的主要不足是：传统的能量检测方法仅运用了检测窗 内距离单元的能量信息，并没有将目标强散射点的数目W及位置等相关的信息考虑在内。 因此，对于强散射点相对较少的强稀疏目标，传统的能量积累检测方法的检测性能不甚理 想。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服已有技术的不足，提出一种基于多通道顺序统计的距离扩 展目标检测方法，W解决检测过程中包含强散射中屯、的数目和位置等先验信息未知的问 题，提高检测性能。
[0006] 为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予W实现。
[0007] 基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法包括W下步骤：
[0008] 步骤1，利用雷达发收信号，利用雷达接收回波信号；雷达接收的回波信号包括目 标回波信号W及杂波信号，雷达接收的回波信号包含N个脉冲；利用第M+1距离单元至第 L+M距离单元组成检测窗，L表示检测窗长度，M为设定的自然数；得出检测窗内第1个距离 N 单元的回波信号向量的模值的积累值y^w，！取1至L，乂W =艺K(?)|，zi(n)表示检测窗 打=1 内第1个距离单元第n个脉冲接收的数据，n取1至N ;将检测窗内每个距离单元的回波信 号向量的模值的积累值进行降序排列，将降序排列后位于第1位的数值表示为yaw;
[0009] 步骤2,设置终止判决长度K，确定检测通道的总数Q，使Q满足K ;将第i (q) 距离单元设为第q检测通道，i (q) = 2% q = 1，2. . .，Q ;
[0010] 步骤3,得出每个检测通道的检测统计量；
[0011] 步骤4,确定每个检测通道的检测口限；
[0012] 步骤5,比较每个检测通道的检测统计量和对应检测通道的检测口限的大小，如果 每个检测通道的检测统计量大于等于对应检测通道的检测口限，则判定目标存在；反之，贝U 判定目标不存在。
[0013] 本发明的有益效果为：
[0014] 1)本发明采用了将距离单元幅度降序排列的方法，使得包含强散射点的距离单元 位置不确定的问题得到了解决。
[0015] 2)本发明采用了将检测通道进行采样的方法，在多个检测通道之间选取了若干个 检测通道进行目标检测，减少了计算复杂度。
[0016] 3)本发明将目标的强散射点的相关信息考虑在内，通过各个检测通道进行检测， 针对强稀疏目标，具有更好的检测效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为本发明的一种基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法的流程图；
[0018] 图2a为仿真实验1中在目标仅含有一个强散射点时分别采用本发明及现有的能 量积累检测方法得出的检测窗内的信杂比和目标检测概率的关系曲线的对比示意图；
[0019] 图化为仿真实验1中在目标含有两个强散射点时分别采用本发明及现有的能量 积累检测方法得出的检测窗内的信杂比和目标检测概率的关系曲线的对比示意图；
[0020] 图2c为仿真实验1中在目标含有32个强散射点时分别采用本发明及现有的能量 积累检测方法得出的检测窗内的信杂比和目标检测概率的关系曲线的对比示意图；
[0021] 图3a为仿真实验2中在目标仅含有一个强散射点时分别采用本发明及现有的能 量积累检测方法得出的检测窗内的信杂比和目标检测概率的关系曲线的对比示意图；
[0022] 图3b为仿真实验2中在目标含有两个强散射点时分别采用本发明及现有的能量 积累检测方法得出的检测窗内的信杂比和目标检测概率的关系曲线的对比示意图；
[0023] 图3c为仿真实验2中在目标含有32个强散射点时分别采用本发明及现有的能量 积累检测方法得出的检测窗内的信杂比和目标检测概率的关系曲线的对比示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0025] 参照图1，为本发明的一种基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法的流程 图。该基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法包括W下步骤：
[0026] 步骤1，利用雷达发收信号，利用雷达接收回波信号；雷达接收的回波信号包括目 标回波信号W及杂波信号，雷达接收的回波信号包含N个脉冲；利用第M+1距离单元至第 L+M距离单元组成检测窗，L表示检测窗长度，M为设定的自然数；得出检测窗内第1个距 N 离单元的回波信号向量的模值的积累值心，1取1至L，义，W二打}|，zi (n)表示检测 巧二1 窗内第1个距离单元第n个脉冲接收的数据（雷达的第1+M距离单元第n个脉冲接收的数 据），n取1至N ;将检测窗内每个距离单元的回波信号向量的模值的积累值进行降序排列， 将降序排列后位于第1位的数值表示为Yaw。
[0027] 其具体子步骤为：
[002引 （1. 1)在利用本发明进行距离扩展目标检测时，通过宽带雷达发收信号，利用雷达 接收回波信号；雷达接收的回波信号包括目标回波信号W及杂波信号，雷达接收的回波信 号包含N个脉冲。在雷达接收的包含N个脉冲的回波信号中，利用L+2M个连续的距离单元 的回波信号来检测目标是否存在，L、M分别为设定的自然数，可知观测窗长度为L+2M ;L+2M 个连续的距离单元分别为第1距离单元至第L+2M距离单元，其中，第M+1距离单元至第L+M 距离单元构成检测窗，第1距离单元至第M距离单元W及第L+M+1距离单元至第L+2M距离 单元组成参考窗。
[0029] 本发明实施例中，距离扩展目标检测过程可W用下面的二元假设检验问题进行描 述：
[0030]
【权利要求】
1. 基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，利用雷达发收信号，利用雷达接收回波信号；雷达接收的回波信号包括目标回 波信号以及杂波信号，雷达接收的回波信号包含N个脉冲；利用第M+1距离单元至第L+M距 离单元组成检测窗，L表示检测窗长度，M为设定的自然数；得出检测窗内第1个距离单元
1个距离单元第n个脉冲接收的数据，n取1至N;将检测窗内每个距离单元的回波信号向 量的模值的积累值进行降序排列，将降序排列后位于第1位的数值表示为yaN); 步骤2,设置终止判决长度K，确定检测通道的总数Q，使Q满足2Q<K;将第i(q)距离 单元设为第q检测通道，i(q) = 2%q= 1，2. .?，Q; 步骤3,得出每个检测通道的检测统计量； 步骤4,确定每个检测通道的检测门限； 步骤5,比较每个检测通道的检测统计量和对应检测通道的检测门限的大小，如果每个 检测通道的检测统计量大于等于对应检测通道的检测门限，则判定目标存在；反之，则判定 目标不存在。
2. 如权利要求1所述的基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法，其特征在于， 在步骤2中，将终止判决长度K设定为检测窗的长度L，或者将终止判决长度K设定为M。
3. 如权利要求1所述的基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法，其特征在于， 在步骤3中，第q检测通道的检测统计量1(5)为：
其中，yaN)表示检测窗内每个距离单元的回波信号向量的模值的积累值进行降序排列 后位于第I(q)位的数值，I(q)取1至i(q)。
4. 如权利要求1所述的基于多通道顺序统计的距离扩展目标检测方法，其特征在于， 所述步骤4的具体子步骤为： (4. 1)得到每个检测通道的虚警概率Psfa，i: Psfa,!= (I-Pfa)1/〇 其中，Pfa表示设定的总虚警概率，Q表示检测通道的总数； (4.2)利用仿真获取纯杂波数据，将雷达的第1'距离单元接收的回波信号向量Z1，替 换为仿真得出的纯杂波数据，重复执行步骤1至步骤3多次，得出TXQ个检测统计量，T表 示重复执行步骤1至步骤3的次数；第t次重复执行步骤1至步骤3后得出的第q检测通 道的检测统计量表示为Xt，q，其中，t= 1，2. . .，T，q= 1，2. ..，Q; (4. 3)将T次重复执行步骤1至步骤3后得出的每个检测通道的T个检测统计量进行 降序排列，将每个检测通道的T个检测统计量进行降序排列后的第〈Psfa，iXT>个检测统计 量作为对应检测通道的检测门限，〈?>表示进行取整。
【文档编号】G01S13/04GK104502905SQ201410708482
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】许述文, 杜兰, 刘旭, 水鹏朗, 刘峥 申请人:西安电子科技大学