专利名称：一种机载预警雷达地面高速公路目标过滤方法
技术领域：
本发明属于雷达技术领域，具体的说是基于多普勒特征的地面目标过滤方法，用于机载预警雷达目标的航迹优化。
背景技术：
机载预警雷达通常采用脉冲多普勒(PD)体制，具有低空探测性能好、监视范围广、生存能力强等诸多优势。但在交通发达地区，例如城市与高速公路上，存在大量有较大RCS的运动目标，因此机载预警雷达在其下视工作过程中会检测出大量地面目标，形成频繁起批、断批的干扰航迹。这既增加了雷达情报员进行情报分析和空情判断的难度，也容易造成雷达数据处理系统的工作饱和。因此，需要采用一定的技术将地面目标形成的干扰点迹和航迹滤除。现有的方法主要是利用地面目标与空中目标的速度和高度差异，完成两类目标的分类识别，从而过滤掉地面目标。机载预警雷达通常设置最小多普勒速度检测门限来抑制这些地面慢速目标，当地面目标速度低于该门限，则无法被检测。英国的“猎迷”预警机雷达则通过在信号处理器中串入一个特殊低速目标滤除电路来过滤地面目标。但这些方法容易将一些相对径向速度较小的空中目标错误滤除，这相当于增加了空中重要目标的检测损失。同时，在机载预警雷达实际工作过程中，仍有20% 30%的地面高速目标会被检测出来，如高速公路目标。这些目标速度较快，超过检测门限，形成干扰点迹和航迹。除利用速度信息外，还可通过地面目标和空中目标的高度差异来对两类目标进行分类，从而完成地面目标的过滤，如根据直达波和多路径在时间域的分离程度，判定目标的工作高度，但该类方法需要雷达采用宽带信号，其应用受到限制。
发明内容
(一 )需解决的技术问题上述的利用地面和空中目标速度和高度的差异来过滤地面目标会存在各自的问题，本发明以高速公路目标为研究对象，利用地面和空中目标多普勒特征差异信息，在以较高的概率过滤掉地面目标的同时，保证有较高的空中目标识别概率。( 二 )技术方案高速公路上的车辆目标较之空中目标密集，机载预警雷达的一个波束内会照射到多个目标，这些目标相互间的运动状态既有同向行驶，也有相对方向行驶，这样其多普勒频率具有正负性。同时，被检测出的高速公路目标的多普勒频率一般位于速度检测门限对应的多普勒盲区边缘。另外，高速公路目标在距离上的分布较为密集，而空中飞行目标在距离上的分布较为稀疏。根据上述的特征差异，可以设计目标判决准则，对地面目标和空中目标进行正确的分类，从而过滤掉地面目标。因此，本发明的具体方法包括:首先对机载预警雷达的回波信号做杂波抑制处理。这里，以对地工作模式为背景，采用主杂波对消后接窄带多普勒滤波器组的方式完成杂波抑制。
步骤1.回波信号的脉压处理:对混频后的中频信号通过A/D转换器将其转变为数字信号，对各个脉冲信号进行脉压处理，每个脉冲在每个距离单元上仅在最大值采样一点，再经相位检波，得到第I个距离单元上的零中频信号
权利要求
1.一种机载预警雷达地面高速公路目标过滤方法，包括如下步骤: 首先对机载预警雷达的回波信号做杂波抑制处理。以对地工作模式为背景，采用主杂波对消后接窄带多普勒滤波器组的方式完成杂波抑制。
步骤1、回波信号的脉压处理:对混频后的中频信号通过A/D转换器将其转变为数字信号，对各个脉冲信号进行脉压处理，每个脉冲在每个距离单元上仅在最大值采样一点，再经相位检波，得到零中频信号，将该信号按脉冲X距离维数据矩阵Skxm存储，K为相参脉冲数，M为距离单元数。
步骤2、主杂波对消:采用三脉冲或多脉冲AMTI进行杂波对消，AMTI处理后的主杂波谱中心被移到零频位置。
步骤3、多普勒滤波器组:完成主杂波对消后，对同一个距离单元的一组相干脉冲串做FFT得到不同多普勒通道的输出值，即信号的多普勒频谱。
步骤4、根据设置的最小可检测速度门限调整滤波器组的输出:根据机载预警雷达设置的重频、相参积累脉冲个数和最小可检测速度门限，得到设置最小可检测速度门限后的多普勒通道输出，从而形成检测所需的多普勒X距离维数据矩阵&XM，L为多普勒通道输出个数，M为距离单元数。
步骤5、恒虚警处理(CFAR)检测:对步骤4得到的多普勒X距离维数据矩阵&ΧΜ进行距离-多普勒域二维CFAR处理，完成杂波与噪声背景下的目标检测。
完成目标检测后，对检测出的目标进行谱分析，根据地面高速公路目标和空中目标的多普勒特征差异，设计两类目标的分类准则。
步骤6、根据多普勒速度进行区分:测出目标的速度后，通过速度大小对地面目标和空中进行粗分类。当速度V > 60m/s时，则判决为空中目标；当V < 60m/s时，则需继续判断。
步骤7、根据多普勒频率正负性进行区分:对检测出的多普勒速度低于60m/s的目标，如果在正负多普勒频率处均有谱线被检测出，则将该目标判定为地面目标；如果仅在正负一边被检测出，则需继续判断。
步骤8、利用邻近距离单元的多普勒特征:当某个距离单元的目标多普勒速度小于60m/s，且在正多普勒频率或负多普勒频率一边有谱线被检测出，这时利用邻近距离单元的多普勒特征。其步骤如下: 步骤8.1，将根据多普勒速度判决出的空中目标和根据多普勒频率正负性判决出的地面目标做上标记，作为已判明类别的目标； 步骤8.2，在无法判明某个距离单元上目标的类别时，在该距离单元两边各取3个距离单元，连同该判决单元组成判决窗； 步骤8.3，对邻近距离单元的不同多普勒特征赋予不同的影响系数Si,当所有邻近单元的影响系数和大于一定门限时，则该距离单元的目标被判决为地面目标。
步骤9、在完成了地面目标和空中目标的判决后，将判决为地面目标的点迹做上标记或是滤除掉。
2.按权力要求I所述的地面高速公路过滤方法，其特征在于机载预警雷达采用中重频ro模式。
3.按权力要求I所述的地面高速公路过滤方法，其特征在于步骤5中二维CFAR采用的参考窗包括矩形窗和十字窗，方法包括单元平均(CA)CFAR、最大选择(GO)CFAR、最小选择(SO)CFAR以及有序 统计量(OS)CFAR。
全文摘要
本发明的名称为一种机载预警雷达地面高速公路目标过滤方法，本发明属于雷达技术领域，具体的说是基于多普勒特征的机载预警雷达地面目标过滤方法。要解决的技术问题为对机载预警雷达产生的地面高速公路目标和空中目标的航迹进行正确的识别，以完成地面目标干扰航迹的过滤。本发明主要根据地面高速公路目标和空中目标的多普勒特征差异，包括多普勒速度的大小和多普勒频率的正负性两个方面，以及两者在距离上的分布差异，设计了目标分类准则，完成对两类目标的正确识别和分类。该发明对地面目标和空中目标均有较高的识别概率，从而能够较好的过滤地面目标。该发明可用于机载预警雷达的目标航迹优化。
文档编号G01S17/58GK103176187SQ20111043548
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者汤子跃, 朱振波, 韩伟, 战立晓, 汪枫, 石绍应, 张袁鹏 申请人:汤子跃, 朱振波, 韩伟