技术特征：
1.一种外辐射源雷达自适应分时杂波图恒虚警检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于雷达距离多普勒谱进行杂波区间划分，从空域上根据距离单元与多普勒单元划分出杂波单元；步骤2，根据杂波区间划分，建立二维杂波矩阵，每个杂波单元为一个矩阵要素，为待检测单元；步骤3，进行杂波矩阵初始化；步骤4，首先推导杂波图是否具有恒虚警特性，然后进行基于杂波图的恒虚警检测，检测就是将雷达在各个单元处的采样值与杂波图内存储的值进行处理比较，若采样值高于处理后的检测门限值，则判定为有目标，否则判定无目标；步骤5，根据时间建立杂波图更新的遗忘因子，并根据当前扫描回波采样值对杂波图进行对应规则的更新迭代成为一张最新的杂波图，使得杂波图可以随着时间进行自适应更新迭代，从而使得其能够在空域环境较为复杂的检测条件下发挥出比空域cfar更为优越的虚警性能。2.根据权利要求1所述的外辐射源雷达自适应分时杂波图恒虚警检测方法，其特征在于：步骤1的具体实现方式如下，若雷达最大探测距离半径为r
m
的杂波图在距离和方位两个维度上被分为若干个杂波单元，每个杂波单元距离尺寸和方位尺寸分别为δr
c
和δa，每个杂波图单元被分成m
×
n个分辨单元，分辨单元的距离分辨率和方位分辨率分别是δr和δθ，则有：则某个杂波单元q中的数据是通过对当前单元中的所有分辨单元进行二维平均得到的：上式中的x
m,n
代表的是杂波单元中的分辨单元，每次杂波图更新，都将先根据杂波单元中各分辨单元值来计算其平均值作为当前杂波单元值，再与历史存储杂波单元值一起对杂波单元存储值进行更新。3.根据权利要求1所述的外辐射源雷达自适应分时杂波图恒虚警检测方法，其特征在于：步骤2的具体实现方式如下；将杂波图划分后的每个杂波单元作为待检测单元d
i
，每个待检测单元有专门为缓存其历史采样数据的缓存空间——有序数组g
i
，该缓存空间长度为n并且其中的数据保持着由小到大的有序排列，g
i
的结构如下式所示；g
i
＝[g
1 ... g
(n+1)/2
‑
1 g
(n+1)/2 g
(n+1)/2+1 ... g
n
]为了方便后续计算提取有序数组g
i
的估计中值x
mid
，长度n需要取值为奇数，有序数组g
i
的g
(n+1)/2
为估计中值x
mid
，定义半长度k为(n
‑
1)/2，那么有序数组g
i
可表示为g
i
＝[g
1 ... g
k g
k+1 g
k+2 ... g
2k+1
]上式中，g
k+1
为有序数组g
i
的估计中值x
mid
；雷达回波中的所有待检测单元对应的有序数组共同构成一个有序矩阵m，即杂波矩阵。
4.根据权利要求3所述的外辐射源雷达自适应分时杂波图恒虚警检测方法，其特征在于：步骤3中进行杂波矩阵初始化的具体实现方式如下，首先，使用特定cfar算法计算待检测单元d
i
的检测门限t
i
；其次，将赋值给有序数组g
i
中的所有缓存单元，即g1‑
g
n
，其中α为cfar门限因子。5.根据权利要求1所述的外辐射源雷达自适应分时杂波图恒虚警检测方法，其特征在于：步骤4推导杂波图是否具有恒虚警特性的具体实现方式如下，已知经过平方律检波的采样值q服从指数分布，其概率密度函数pdf如下：上式中，h0指假设没有目标，h1指假设有目标，μ为杂波功率，s为目标信杂比，q的矩母函数mgf定义为：上式中λ为矩母函数定义的期望存在区间内的任意值，并且由于wq也服从均值为wμ的指数分布，根据m
wq
(λ)＝(1
‑
wμλ)
‑1，将其代入上式并展开得：p
n
＝wq
n
+w(1
‑
w)q
n
‑1+w(1
‑
w)2q
n
‑2+
…
则有由于p
n
‑1成为随机变量，得根据矩母函数的定义式可以看出上式实际上是随机变量p的一个矩母函数，即pd＝m
p
(λ)|
λ＝
‑
t/[μ(1+s)]
将λ代入即可求得检测概率将目标信杂比s置0则得到无目标情况下却判定为有目标时的虚警概率公式如下：
由上式可以看出，杂波图检测的虚警概率仅与迭代次数l、门限因子α及遗忘因子w有关，与杂波功率无关，故具有恒虚警特性。6.根据权利要求1所述的外辐射源雷达自适应分时杂波图恒虚警检测方法，其特征在于：步骤5中对杂波图进行更新迭代的具体实现方式如下，设q
n
是第n次雷达扫描后经平方律检波的回波距离多普勒谱，w是遗忘因子，p
n
代表杂波图单元第n次扫描后得到的杂波背景估计值，门限因子α为使得杂波图检测具有恒虚警性能的系数，t为检测门限，有t＝α
·
p
n
‑1，可见第n次扫描回波距离多普勒谱是与第n
‑
1次扫描后形成的杂波图比较来进行判决的；其中第n
‑
1次扫描后的杂波图是以下面的公式来进行迭代更新得到第n次扫描后的杂波图的：p
n
＝(1
‑
w)p
n
‑1+wq
n
如上式所示，w为遗忘因子，p
n
是通过一阶递归滤波器进行更新的，将上式展开可知，迭代过程实际是指数加权平均，公式如下：上式中的l为雷达扫描总次数，即杂波图更新的总迭代次数，l指当前扫描次数；当迭代次数为l时，门限因子α可由如下的含有门限因子的虚警率公式来计算：其中l为当前迭代次数。7.根据权利要求1所述的外辐射源雷达自适应分时杂波图恒虚警检测方法，其特征在于：步骤5中遗忘因子更新的原则是，当杂波图构建完成后，若新一帧回波rd谱中目标较多，遗忘因子较小的杂波图更新机制能够让已有的杂波图尽可能小地受到新帧rd谱数据的影响，进而避免杂波图检测门限大幅度波动导致的检测性能恶化，因此将遗忘因子根据时间进行自适应调整，以改进外辐射源雷达杂波图检测的时域性能。
技术总结
本发明公开了一种适用于外辐射源雷达的自适应分时杂波图恒虚警检测方法。首先，在外辐射源雷达系统中，针对其收发分置特点，基于距离多普勒谱进行了杂波区间划分，从空域上根据距离单元与多普勒单元划分出杂波单元；其次，建立杂波矩阵，并进行了杂波矩阵初始化；第三，在此基础上，进行了基于杂波图的恒虚警检测，同时，根据时间建立杂波图更新的遗忘因子，使得杂波图可以随着时间进行自适应更新迭代，从而使得其能够在空域环境较为复杂的检测条件下发挥出比空域CFAR更为优越的虚警性能，并且在杂波图已构建的条件下检测性能也比空域CFAR好。本发明方法能够适应更为复杂的环境和目标信杂比较小的情况，有利于提升雷达检测性能。能。能。
技术研发人员：饶云华 汪义龙 邹海龙 薛源江 甘锦业 乔扬帆
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2021.07.28
技术公布日：2021/9/17