波；3)对两路复 信号数据序列分别进行低门限初检测；4)对初检测结果进行高门限确认检测。
[0038] 图2为本发明所提方法中高门限确认检测处理的流程图，具体流程是：对检出点 集合中每一个位置点对应的Η通道、V通道信号值，按下述步骤进行处理：如果Η通道或V 通道信号值的幅度有超过高门限的，则直接判断该位置检出信号，否则进入下一步；如果Η 通道和V通道信号值的幅度均低于高门限，并且均超过低门限，则判断该位置检出信号，否 则进入下一步；如果Η通道和V通道信号值的幅度均不存在超过低门限的情况，则判该位置 为未检出，如果存在任意一个通道的信号值幅度超过低门限，则对两通道的信号值进行相 位分集加权叠加并取最大值，若该最大值幅度超过高门限，则确认检出信号。
[0039]图3为利用本发明所提出的检测方法与常规检测方法的性能对比。两个仿真所采 用的参数分别设置如下：
[0040]a).本发明所提出的检测方法：利用双极化接收雷达发射线性调频信号，发射总 功率为200kw，信号带宽为1MHz，脉宽为160μs，脉冲重复周期为2. 5ms;H、V正交双极化同 时接收；不计极化因素，天线增益均为30dB、综合损耗为8dB;接收通道噪声独立同分布，功 率均为Pn;CFAR检测处理过程中左右保护单元各20个采样点（对应5个分辨单元），左右 参考单元各32个采样点（对应8个分辨单元），即M/2 = 32,高门限系数设为ηH= 5. 5、 低门限系数设为1= 3. 5。
[0041]b).常规检测方法：发射Η极化，接收Η极化，发射总功率为200kw;不计极化因素， 天线增益均为30dB、综合损耗为8dB;检测门限系数设为τι= 4. 8 ;发射信号波形、接收通 道噪声功率等均与本发明所提检测方法仿真中采用完全相同的参数。
[0042] 除了上述参数，两个仿真中其他参数的设置完全相同：
[0043]a).雷达目标：目标距离雷达100km，径向速度为100m/S ;目标极化散射矩阵为
，.其中shh为HH极化分量，svv为目标VV极化分量，shv、svh为交叉极化分量。
[0044]b).仿真中：
（Phh、Pvv分别是雷达接收到的目标HH极化分 量、VV极化分量对应的信号功率），而svv与shh的比值
分别设置为-5、_4、-3、-2、-1、 〇、1、2、3、4、5(单位：(^);令、=6^，即幅度固定为1，相位0在[0,231]内均匀分布随 机取值；令shh按比值
变化取实数值；shv、svh设为0。
[0045]c).仿真采样率4MHz，蒙特卡洛仿真次数为1000次。
[0046] 图3(a)图为两种检测方法检测概率比较，（b)图为虚警概率比较。两图中坐标轴 定义均相同，
r单位为dB，纵轴为概率值，取值范围为[0, 1]。图中带"Λ 的折线表示采用常规检测方法的仿真结果、带"〇"的折线表示采用本发明所提方法的仿真 结果。由图可见，常规检测方法在目标VV分量与HH分量的比值变化时，检测概率起伏很 大，而本发明所提方法的检测概率较为稳定，虚警概率仅略有增加，表明该方法在目标极化 散射特性变化的情况下检测性能更为稳健。
【主权项】
1. 一种双极化接收雷达的目标检测方法，其特征在于，包括下述步骤： 第一步，双极化接收： 雷达采用正交双极化方式接收目标回波信号，设为Η极化方式为水平极化方式，V极化 方式为垂直极化方式，两种极化方式分别对应Η极化通道和V极化通道； Η极化通道、V极化通道的中频信号经过同步采样、数字正交化后，分别得到两个复信 号数据序列却,。(η)、xv,m(η)，m为脉冲周期序号，η=1，…，Ν，Ν为一个脉冲周期内的采样点 数； 第二步，匹配滤波： 依据下式计算Η极化通道、V极化通道的匹配滤波输出信号： ΥΗ,η(η) =IFFT[FFT[XH,m(n)] ·υ(ω)] yv'm(n) =IFFT[FFT[Xv'm(n)] ·υ(ω)] 上式中，FFT□表示信号的傅里叶变换，IFFT□表示信号的傅里叶反变换；υ(ω)为雷 达匹配滤波参考波形的频谱，参考波形采用与雷达发射信号相同的波形；表示Η极 化通道第m个脉冲周期的匹配滤波输出信号，yv,m(n)表示V极化通道第m个脉冲周期的匹 配滤波输出信号； 第Ξ步，低口限初检测 对Η极化通道和V极化通道的匹配滤波输出信号逐个点进行CFAR检测，检测口限系数 为rU，记录CFAR检测检出点的位置；设Η极化通道共有a个检出点，V通道有b个检出点， 将它们的并集作为检出点集合{Pi，P2,…，化}，则K《a+b; 其中，上述CFAR检测处理过程如下：WΗ极化通道的第m个脉冲周期为例，设待检测点 为(η)，在其两侧各取N个采样点作为保护单元，在保护单元外各取M/^2个点作为参考单 元，Μ根据采样率、距离分辨率参数确定，对该Μ个点的信号幅度取均值Z并乘W检测口限 系数rU后得到检测口限值Vt，利用V进行检测：第四步，高口限确认检测 对检出点集合{Pi，P2,…，PJ中每一个位置点Pk对应的Η通道、V通道信号值，按下述Ξ种情形进行处理，其中k=1，2,…，Κ: ① 如果Η通道或V通道信号值的幅度超过高口限Z·1^，则确认该位置检出信号； ② 如果Η通道和V通道信号值的幅度均低于高口限Ζ·1^，并且均超过低口限Ζ·ru， 则确认该位置检出信号； ③ 如果Η通道和V通道信号值的幅度均低于高口限Z·ηΗ，并且有一个通道信号值的 幅度超过低口限Ζ·ru，则对两通道信号值进行相位分集加权叠加并取最大值Sm(Pk);若 Sm(Pk)的幅度超过高口限Z·Πη，贝1J确认该位置检出信号，否则判为未检出； 其中，相位分集加权叠加并取最大值的过程描述如下：W相位集k；[中的相位的作为V 极化通道信号值的附加相位，其中转ε[〇,2π|，i= 1，2,…I，采用均匀分集方式，相位间隔 越小越有利，具体需根据雷达信号处理运算及存储能力来确定分集数；对Η通道、V通道信 号值进行加权相加；设加权相加后信号最大值为Sm(Pk)，其计算方法如下式所示：2.根据权利要求1所述的双极化接收雷达的目标检测方法，其特征在于，上述同步采 样应使用同一时钟信号源为两个极化通道提供采样时钟信号。
【专利摘要】本发明提供一种针对双极化接收雷达的雷达目标检测方法。技术方案包括以下四个步骤：第一步，双极化接收。雷达采用正交双极化方式接收目标回波信号；第二步，匹配滤波。计算H极化通道、V极化通道的匹配滤波输出信号；第三步，低门限初检测。对H极化通道和V极化通道的匹配滤波输出信号逐个点进行CFAR检测，检测门限系数采用低门限；第四步，高门限确认检测。对低门限检出点集合按不同情形分别进行处理，筛选低门限的检出点。本发明检测性能稳健、简单实用。
【IPC分类】G01S7/40, G01S7/41
【公开号】CN105403875
【申请号】CN201511030175
【发明人】施龙飞, 毛楚乔, 李永祯, 王雪松, 肖顺平, 邢世其, 李棉全, 任博, 杨勇, 马佳智, 张思远
【申请人】中国人民解放军国防科学技术大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月31日