一种恒虚警率分区检测方法与流程

本发明涉及弹载脉冲多普勒雷达信号处理领域，具体涉及一种恒虚警率分区检测方法。

背景技术：

恒虚警率(cfar，constantfalsealarmrate)目标自动检测是弹载脉冲多普勒雷达导引头信号处理的重要环节，目标检测的时效性及准确性直接影响到导引头对目标的搜索及跟踪。导引头在频域/时频域进行恒虚警率目标检测时，通常不是对零频至脉冲重复频率(prf，pulserepetitionfrequency)范围内所有频率门进行检测，而是根据预装速度所对应的多普勒频率在一定频率范围内进行目标检测，并且需要避开杂波干扰频率及零频遮挡。

现有技术中是通过对比预装频率、零频、杂波干扰频率上下界限来确立最终的有效检测区间。当预装速度存在多普勒模糊、存在杂波模糊、杂波镜像干扰等复杂情况下，三者上下边界之间的关系错综复杂，很难完全穷举。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种恒虚警率分区检测方法，当存在杂波干扰、零频遮挡、预装速度检测范围及杂波干扰范围、预装速度检测范围存在多普勒模糊等复杂情况下，能够快速确立恒虚警率目标检测的有效检测区间。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种恒虚警率分区检测方法，其特点是，包含以下步骤：

s1、设置恒虚警率检测单元的标志数组；

s2、根据预设输入条件对所述标志数组进行分类，得到若干类标志数组单元，并分别以不同符号对标志数组单元进行标记；

s3、从左侧开始遍历标志数组，寻找恒虚警率检测子区间，并确定恒虚警率检测子区间的待检测单元的左右边界及参考单元的左右边界；

s4、根据恒虚警率检测子区间的待检测单元的左右边界及参考单元的左右边界之间的关系，将恒虚警率检测子区间拆分为若干个检测区间段；

s5、根据拆分的检测区间段，选择对应的参考单元进行恒虚警率检测。

所述的步骤s2中预设输入条件包含杂波干扰频率范围、零频遮挡范围及预装频率检测范围。

所述的步骤s2中若干类标志数组单元分为需检测单元部分、不可检测单元部分、不需检测但可作为恒虚警率检测参考单元部分，并分别采用1，-1，0进行标记。

所述的步骤s2包含：

s2.1、将标志数据单元全部置0；

s2.2、将预装频率检测范围所对应的标志数组单元置为1；

s2.3、将杂波干扰频率范围所对应的标志数组单元置为-1；

s2.4、将零频遮挡范围所对应的标志数组单元置为-1。

所述的步骤s2.2包含：

标志数组为a＝{a0,a1,a2,…,an-1}，数组的长度为n即待检测频率单元的总数，数组下标n所对应的频率为prf为脉冲重复频率；

根据预装速度检测区间[v1,v2]及多普勒频率计算公式得到预装多普勒频率检测范围[fd1,fd2]，考虑多普勒模糊，若fd2-fd1≥prf，将标志数组a所有的标志数组单元均置为1；若fd2-fd1<prf，计算视在多普勒频率f′d1＝fmod(fd1,prf)及f′d2＝fmod(fd2,prf)，fmod()为求余运算，其运算结果f′d1、f′d2位于区间[0,prf)内，令[·]为取整运算，若f′d1≤f′d2，将标志数组a中下标[n1,n2]范围内的各标志数组单元置为1；若f′d1>f′d2，将标志数组a中下标区间[0,n2]及[n1,n-1]内的各标志数组单元置为1。

所述的步骤s2.3包含：

标志数组为a＝{a0,a1,a2,…,an-1}，数组的长度为n即待检测频率单元的总数，数组下标n所对应的频率为prf为脉冲重复频率；

假设杂波干扰频率范围为[fc1,fc2]，考虑杂波模糊，若fc2-fc1≥prf，将标志数组a中所有的标志数组单元均置为-1；若fc2-fc1<prf，计算视在杂波干扰频率边界f′c1＝fmod(fc1,prf)及f′c2＝fmod(fc2,prf)，fmod()为求余运算，令[·]为取整运算，若f′c1≤f′c2，将标志数组a中下标[n3,n4]范围内的各标志数组单元置为-1；若f′c1>f′c2，将标志数组a中下标区间[0,n4]及[n3,n-1]内的各标志数组单元置为-1。

所述的步骤s2.4包含：

标志数组为a＝{a0,a1,a2,…,an-1}，数组的长度为n即待检测频率单元的总数，数组下标n所对应的频率为prf为脉冲重复频率；

假设零频遮挡范围为[0,fz1]及[fz2,prf]，令[·]为取整运算，将标志数组a中下标区间[0,n5]及[n6,n-1]内的各标志数组单元置为-1。

所述的步骤s3包含：

假设每个恒虚警率检测子区间标志位具有形式{0,0,…0,1,1,…1,0,0,…0}或{1,1,…1,0,0,…0}或{0,0,…0,1,1,…1}，可描述为一段标记连续为1的标志数组单元，两侧各有0至ls个连续标记为0的标志数组单元，其中ls为单边保护及参考单元数总和；

找到第一个连续标记为1的区间段，该区间段起止下标分别记为m1，m2；从第m1-1标志数组单元开始向左遍历至第m1-ls标志数组单元，若各标志数组单元均标记为0，则记m3＝m1-ls，若出现标志数组单元标记为-1或标志数组的左边界，则将标志数组单元标记为-1或标志数组的左边界右侧紧邻标志数组单元的下标记为m3；从第m2+1标志数组单元开始向右遍历至第m2+ls标志数组单元，若各标志数组单元均标记为0，则记m4＝m2+ls，若出现标志数组单元标记为-1或标志数组的右边界，则将标志数组单元标记为-1或标志数组的右边界左侧紧邻标志数组单元的下标记为m4，其中m1、m2分别为该恒虚警率检测子区间待检测单元的左右边界，m3、m4分别为该恒虚警率检测子区间参考单元的左右边界。

所述的步骤s4包含：

若m4-m3+1≥2ls，则该恒虚警率检测子区间可区分为三段，分别为单边右检测区间、双边检测区间区、单边左检测区间，并分别进行单边右恒虚警率检测、双边恒虚警率检测、单边左恒虚警率检测，其中，若m1-m3＝ls，单边右检测区间内无待检单元，若m1-m3<ls，需对下标[m1,m3+ls-1]区间进行单边右恒虚警率检测；若m4-m3+1＝2ls，不存在双边检测区间，若m4-m3+1>2ls，需对[m3+ls,m4-ls]区间进行双边恒虚警率检测；若m4-m2＝ls，单边左检测区间内无待检单元，若m4-m2<ls，需对[m4-ls+1,m2]区间进行单边左恒虚警率检测；

若ls<m4-m3+1<2ls，则该恒虚警率检测子区间可分为三段，分别为单边右检测区间、尴尬区、单边左检测区间，若m1≥m4-ls+1，单边右检测区间内无待检测单元，若m1<m4-ls+1，需对[m1,m4-ls]区间进行单边右恒虚警率检测；若m1＝＝m3+ls或m2＝＝m4-ls，尴尬区内无待检单元，若m1<m3+ls且m2>m4-ls，需对尴尬区内[max(m1,m4-ls+1),min(m2,m3+ls-1)]区间进行恒虚警率检测；若m2≤m3+ls-1，单边左检测区间内无待检测单元，若m2>m3+ls-1，需对[m3+ls,m2]区间进行单边左恒虚警率检测；

若m4-m3+1≤ls，该恒虚警率检测子区间为尴尬区，[m1,m2]为待检测单元。

本发明一种恒虚警率分区检测方法与现有技术相比具有以下优点：其特征在于：采用标志数组法从预装频率检测区间内排除掉杂波干扰及零频遮挡频率范围，快速确立有效的恒虚警率检测区间，缩小了目标检测范围，减少了计算量，能有效提高目标检测效率；无需通过对杂波边界、零频边界、预装检测频率边界进行比较来确立有效检测范围，逻辑清晰简单，尤其在杂波范围存在模糊、预装速度检测范围多普勒频率模糊等复杂情况下，更能凸显出优势；最终将有效检测区间拆分为单边左检测区间、双边检测区间、单边右检测区间及尴尬区4种类型，每种类型检测区间段内各个待检测单元采用相同的逻辑进行运算，便于编程实现；应用于脉冲多普勒雷达导引头中，能有效提高频域/时频域恒虚警率目标检测效率。

附图说明

图1为本发明一种恒虚警率分区检测方法的流程图；

图2为包含单边右、双边、单边左检测区的恒虚警率检测子区间示意图；

图3为包含单边右、尴尬区、单边左检测区的恒虚警率检测子区间示意图；

图4为尴尬区恒虚警率检测子区间示意图；

图5为恒虚警率检测双边保护及参考单元示意图；

图6为恒虚警率检测单边右保护及参考单元示意图；

图7为恒虚警率检测单边左保护及参考单元示意图；

图8为恒虚警率检测尴尬区保护及参考单元示意图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，并结合图2至图8，一种恒虚警率分区检测方法，包含以下步骤：

s1、设置恒虚警率检测单元的标志数组。

标志数组记为a＝{a0,a1,a2,…,an-1}，标志数组的长度为n，即待检测频率单元的总数，数组下标n所对应的频率为prf为脉冲重复频率。

s2、根据预设输入条件对所述标志数组进行分类，得到若干类标志数组单元，并分别以不同符号对标志数组单元进行标记。

其中，预设输入条件包含杂波干扰频率范围、零频遮挡范围及预装频率检测范围。

所述的步骤s2中若干类标志数组单元分为需检测单元部分、不可检测单元部分、不需检测但可作为恒虚警率检测参考单元部分，并分别采用1，-1，0进行标记。

所述的步骤s2包含：

s2.1、将标志数组单元全部置0；

s2.2、将预装频率检测范围所对应的标志数组单元置为1；

s2.3、将杂波干扰频率范围所对应的标志数组单元置为-1；

s2.4、将零频遮挡范围所对应的标志数组单元置为-1。

所述的步骤s2.2包含：

根据预装速度检测区间[v1,v2]及多普勒频率计算公式得到预装多普勒频率检测范围[fd1,fd2]，考虑多普勒模糊，若fd2-fd1≥prf，将标志数组a所有的标志数组单元均置为1；若fd2-fd1<prf，计算视在多普勒频率f′d1＝fmod(fd1,prf)及f′d2＝fmod(fd2,prf)，fmod()为求余运算，其运算结果f′d1、f′d2位于区间[0,prf)内，令[·]为取整运算，若f′d1≤f′d2，将标志数组a中下标[n1,n2]范围内的各标志数组单元置为1；若f′d1>f′d2，将标志数组a中下标区间[0,n2]及[n1,n-1]内的各标志数组单元置为1。

所述的步骤s2.3包含：

假设杂波干扰频率范围为[fc1,fc2]，考虑杂波模糊，若fc2-fc1≥prf，将标志数组a中所有的标志数组单元均置为-1；若fc2-fc1<prf，计算视在杂波干扰频率边界f′c1＝fmod(fc1,prf)及f′c2＝fmod(fc2,prf)，fmod()为求余运算，令[·]为取整运算，若f′c1≤f′c2，将标志数组a中下标[n3,n4]范围内的各标志数组单元置为-1；若f′c1>f′c2，将标志数组a中下标区间[0,n4]及[n3,n-1]内的各标志数组单元置为-1。

s2.4、包含：

假设零频遮挡范围为[0,fz1]及[fz2,prf]，令[·]为取整运算，将标志数组a中下标区间[0,n5]及[n6,n-1]内的各标志数组单元置为-1。

s3、从左侧开始遍历标志数组，寻找恒虚警率检测子区间，并确定恒虚警率检测子区间的待检测单元的左右边界及参考单元的左右边界。

假设每个恒虚警率检测子区间标志位具有形式{0,0,…0,1,1,…1,0,0,…0}或{1,1,…1,0,0,…0}或{0,0,…0,1,1,…1}，可描述为一段标记连续为1的标志数组单元，两侧各有0至ls个连续标记为0的标志数组单元，其中ls为单边保护及参考单元数总和；

找到第一个连续标记为1的区间段，该区间段起止下标分别记为m1，m2；从第m1-1标志数组单元开始向左遍历至第m1-ls标志数组单元，若各标志数组单元均标记为0，则记m3＝m1-ls，若出现标志数组单元标记为-1或标志数组的左边界，则将标志数组单元标记为-1或标志数组的左边界右侧紧邻标志数组单元的下标记为m3；从第m2+1标志数组单元开始向右遍历至第m2+ls标志数组单元，若各标志数组单元均标记为0，则记m4＝m2+ls，若出现标志数组单元标记为-1或标志数组的右边界，则将标志数组单元标记为-1或标志数组的右边界左侧紧邻标志数组单元的下标记为m4，其中m1、m2分别为该恒虚警率检测子区间待检测单元的左右边界，m3、m4分别为该恒虚警率检测子区间参考单元的左右边界。

s4、根据恒虚警率检测子区间的待检测单元的左右边界及参考单元的左右边界之间的关系，将恒虚警率检测子区间拆分为若干个检测区间段。

若m4-m3+1≥2ls，如图2所示，则该恒虚警率检测子区间可区分为三段，分别为单边右检测区间、双边检测区间区、单边左检测区间，并分别进行单边右恒虚警率检测、双边恒虚警率检测、单边左恒虚警率检测，其中，若m1-m3＝ls，单边右检测区间内无待检单元，若m1-m3<ls，需对下标[m1,m3+ls-1]区间进行单边右恒虚警率检测；若m4-m3+1＝2ls，不存在双边检测区间，若m4-m3+1>2ls，需对[m3+ls,m4-ls]区间进行双边恒虚警率检测；若m4-m2＝ls，单边左检测区间内无待检单元，若m4-m2<ls，需对[m4-ls+1,m2]区间进行单边左恒虚警率检测；

若ls<m4-m3+1<2ls，如图3所示，则该恒虚警率检测子区间可分为三段，分别为单边右检测区间、尴尬区、单边左检测区间，若m1≥m4-ls+1，单边右检测区间内无待检测单元，若m1<m4-ls+1，需对[m1,m4-ls]区间进行单边右恒虚警率检测；若m1＝＝m3+ls或m2＝＝m4-ls，尴尬区内无待检单元，若m1<m3+ls且m2>m4-ls，需对尴尬区内[max(m1,m4-ls+1),min(m2,m3+ls-1)]区间进行恒虚警率检测；若m2≤m3+ls-1，单边左检测区间内无待检测单元，若m2>m3+ls-1，需对[m3+ls,m2]区间进行单边左恒虚警率检测；

若m4-m3+1≤ls，如图4所示，该恒虚警率检测子区间为尴尬区，[m1,m2]为待检测单元。

s5、根据拆分的检测区间段，如图5至8所示，选择对应的参考单元进行恒虚警率检测。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。