密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法
【专利摘要】本发明属于机载雷达杂波和干扰抑制【技术领域】，特别涉及密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法。该密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法包括以下步骤：机载雷达的接收阵列在对应方向接收到对应的回波信号，根据机载雷达每个方向接收的回波信号，在多普勒清晰区对应的多普勒通道范围之内，进行对应的恒虚警检测，得到对应的恒虚警检测结果；根据各个恒虚警检测结果，得出转发式干扰信号的波达方向；然后得出转发式干扰信号的空域导向矢量；根据转发式干扰信号的空域导向矢量，得出地面动目标信号幅度的最大似然估计；根据地面动目标信号幅度的最大似然估计，对地面动目标进行检测。
【专利说明】密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机载雷达杂波和干扰抑制【技术领域】，特别涉及密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法，用于从根本上消除旁瓣转发式干扰对地面动目标检测的影响。
【背景技术】
[0002]基于数字射频存储器的转发式欺骗干扰将接收到的雷达信号存储，然后根据需要对信号进行延时、相位调制等处理后再转发到雷达，产生类似于目标回波的信号作用于雷达检测和跟踪系统，可以产生速度欺骗干扰、距离欺骗干扰和波位欺骗干扰等。转发式干扰信号与雷达信号的相关性很高，其可以通过雷达匹配滤波器而获得高增益，另外，由于真实目标的雷达回波功率与距离的四次方成反比，而转发式干扰的功率与距离的二次方成反t匕，所以转发式干扰的功率通常远高于真正的目标功率。转发式欺骗干扰只出现在个别距离门，由于没有足够多的独立同分布训练样本来估计其统计特性，所以其不能被空时自适应处理(Space Time Adaptive Processing, STAP)有效地抑制而引起虚警,甚至会使雷达跟踪处理器饱和而无法工作。另一方面，转发式欺骗干扰会抬高其附近距离门的恒虚警率(Constant False Alarm Ratio, CFAR)检测门限,使得其附近真实目标的检测概率降低。综上所述，在机载雷达动目标检测时有必要研究抗密集转发式欺骗干扰方法。
[0003]脉冲分集技术可以抗转发式欺骗干扰，然而该方法对发射波形有很高的要求。雷达根据转发式干扰的特性启用波束合并和失踪处理等程序，可以在一定程度上提高雷达系统抗欺骗干扰的能力。一些学者提出根据欺骗目标与真实目标的运动学特性、回波的幅度波动和高阶累积量等的差异来区分欺骗目标与真实目标，并以此来抗欺骗干扰。旁瓣匿影技术能够区分目标来自主瓣还是旁瓣，可以在一定程度上对抗从旁瓣进来的转发式干扰，但旁瓣匿影与那些利用欺骗干扰目标与真实目标的差异来区分两者的方法一样，并没有从根本上抑制欺骗干扰，不能克服欺骗干扰对恒虚警率检测门限的影响，另外，旁瓣匿影技术无法抗主瓣干扰。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法。本发明可以在密集转发式干扰环境下可以抑制转发式干扰，达到较好的动目标检测性能。
[0005]为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
[0006]密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法包括以下步骤:
[0007]S1:利用机载雷达向多个方向发射信号，机载雷达的接收阵列在对应方向接收到对应的回波信号，所述机载雷达的接收阵列为由M个阵元组成的均匀线阵；
[0008]S2:确定多普勒清晰区对应的多普勒通道范围；根据机载雷达每个方向接收的回波信号，在多普勒清晰区对应的多普勒通道范围之内，进行对应的恒虚警检测，得到对应的恒虚警检测结果；判断各个恒虚警检测结果是否满足以下条件:在同一方向出现多个旁瓣目标；如果是，则出现多个旁瓣目标的方向为转发式干扰信号的波达方向；根据得出的转发式干扰信号的波达方向，得出转发式干扰信号的空域导向矢量；
[0009]S3:根据转发式干扰信号的空域导向矢量，得出地面动目标信号幅度的最大似然估计；根据地面动目标信号幅度的最大似然估计，对地面动目标进行检测。
[0010]本发明的特点和进一步改进在于:
[0011]在步骤S2中，对于机载雷达在任一个方向接收到的回波信号，机载雷达在一个相干处理间隔内接收的脉冲数为P;其中，机载雷达的M个阵元接收到的第k个脉冲的信号表示为xk，k取I至P ;则将Xk表示为如下信号模型:
[0012]xk=Sa+ek
[0013]其中，S=[sk，ik]，Sk为地面动目标信号的空域导向矢量，ik为转发式干扰信号的空域导向矢量；a=[at，ai]T，at为地面动目标信号的幅度，Bi为转发式干扰信号的幅度；ek表示杂波加噪声的数据矢量；
[0014]则将机载雷达的M个阵元接收到P个脉冲的信号表示为X:
[0015]X= [X1,..., xk,..., Xp];
[0016]得出机载雷达的M个阵元接收到P个脉冲的和通道数据b，b = (S1J(ΘJXf ；其
中，H表不矩阵的共轭转置，Θ 111表不机载雷达的对应的发射信号方向，且有:
【权利要求】
1.密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:利用机载雷达向多个方向发射信号，机载雷达的接收阵列在对应方向接收到对应的回波信号，所述机载雷达的接收阵列为由M个阵元组成的均匀线阵； S2:确定多普勒清晰区对应的多普勒通道范围；根据机载雷达每个方向接收的回波信号，在多普勒清晰区对应的多普勒通道范围之内，进行对应的恒虚警检测，得到对应的恒虚警检测结果；判断各个恒虚警检测结果是否满足以下条件:在同一方向出现多个旁瓣目标；如果是，则出现多个旁瓣目标的方向为转发式干扰信号的波达方向；根据得出的转发式干扰信号的波达方向，得出转发式干扰信号的空域导向矢量； S3:根据转发式干扰信号的空域导向矢量，得出地面动目标信号幅度的最大似然估计；根据地面动目标信号幅度的最大似然估计，对地面动目标进行检测。
2.如权利要求1所述的密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法，其特征在于，在步骤S2中，对于机载雷达在任一个方向接收到的回波信号，机载雷达在一个相干处理间隔内接收的脉冲数为P;其中，机载雷达的M个阵元接收到的第k个脉冲的信号表示为xk，k取I至P ;则将Xk表示为如下信号模型:
xk—Sa+6k 其中，S=[sk，ik]，sk为地面动目标信号的空域导向矢量，ik为转发式干扰信号的空域导向矢量；a=[at，ai]T，at为地面动目标信号的幅度，Bi为转发式干扰信号的幅度；ek表示杂波加噪声的数据矢量； 则将机载雷达的M个阵元接收到P个脉冲的信号表示为X:
X [Χι，...，Xk，...，Xp]; 得出机载雷达的M个阵元接收到P个脉冲的和通道数据b，b = (sil(6UXf ;其中，H表不矩阵的共轭转置，Θ 1]1表不机载雷达的对应的发射信号方向，且有:
3.如权利要求2所述的密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法，其特征在于，在步骤S2中，在对所述和通道数据b进行傅里叶变换的同时，对X进行傅里叶变换，得出对应的多普勒域数据交； 在步骤S2中，得出的转发式干扰信号的波达方向表示为Θ i，则转发式干扰信号的空域导向矢量为sa( Θ D，或者为协方差矩阵Ri最大特征值对应的特征向量；其中，
4.如权利要求3所述的密集转发式干扰环境下的机载雷达地面动目标检测方法，其特征在于，在步骤S3中，将杂波加噪声的协方差矩阵表示为R:R = E[etef]，H表示矩阵的共轭转置，E[.]表示矩阵的期望；则根据以下公式得出地面动目标角度的最大似然估计
【文档编号】G01S7/36GK103913725SQ201410096184
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】王彤, 吴亿锋, 张颖, 吴建新, 同亚龙 申请人:西安电子科技大学