[发明专利]基于环境信息的雷达信号处理方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及目标检测，可用于复杂杂波背景中基于环境信息的雷达检测高效处理。

技术背景

战场监视雷达与其它战场侦察器材相比具有全天候，探测距离远，监视范围广的优点，因而成为一种得到广泛使用的战场侦察器材。但是在实际应用中，战场监视雷达周边的环境相当复杂，导致回波数据中除了强大的地物杂波外往往还存在慢动气象杂波，这给雷达目标检测，尤其是低速目标的检测带来了巨大的挑战。

传统自适应检测方法的信号处理流程如图1所示：先对雷达的接收信号做脉压处理，之后进行杂波抑制，最后做恒虚警检测。传统检测方法在杂波抑制时需要估计杂波的协方差矩阵，估计时一般是在检测单元两侧各选取一定数目独立同分布的参考单元，并且为保证杂波抑制的效果参考单元数必须达到一定的数目。恒虚警检测时传统方法需要估计检测单元的背景功率水平，也需要在该检测单元的两侧选取一定数目独立同分布的参考单元，同时为了减少恒虚警损失应尽可能增加参考单元的数目。此外传统检测方法对不同环境下的检测单元都采用相同的处理方法。但是雷达的周边环境一般十分复杂，造成了杂波空域上的非均匀性，甚至有些区域的杂波是多种杂波的混合。杂波的非均匀性一方面严重限制了可用于杂波协方差矩阵和背景功率水平估计的参考单元数；另一方面杂波的非均匀性还会导致某些区域检测单元所采取的信号处理方法与其所处环境的失配，从而造成传统检测方法检测性能的下降。

发明内容

本发明的目的在于针对上述检测方法未能充分利用外部环境信息的不足，提出一种基于环境信息的雷达信号处理方法，以通过对外部环境信息的综合利用，提高雷达在复杂杂波背景中的检测性能。

本发明的技术思路是：将认知雷达的思想运用到战场监视雷达的信号接收端，通过对外界环境的感知，获取环境信息，将雷达扫描的区域划分为：无杂波的噪声区，地杂波区，气象杂波区，地杂波和气象杂波的混合区，然后在不同的检测区域采取与之匹配的处理方式，从而改善雷达在复杂杂波背景中的检测性能。认知雷达是近年提出的一种全新的信号处理系统。所谓认知指的是人们认识周边环境的心理活动，认知行为包括观察，思考，推理，判断，问题解决以及记忆。概括地说，认知雷达就是一种能够不断地感知周边环境，并将获取的环境信息存入环境动态数据库EDDB中，进而自适应地调整自身各种参数的雷达，一般包含以下3个要素：1）通过与所处环境的互动学习能够智能得处理信号；2）具有从接收机到发射机的反馈；3）存储目标的回波信息。

为实现上述目的，本发明的目标检测方法，包括如下步骤：

1）令x_m表示雷达第m帧中一个方位-距离单元的回波数据，其中1≤m≤m₀，m₀表示当前帧序号，根据帧间样本估计第m帧的杂波协方差矩阵

R^m=Σn≤mβm-nxn·xnH/Σn≤mβm-n,]]>

其中x_n表示第n帧的回波数据，β表示遗忘因子，H表示共轭转置；

2）根据当前帧m₀的杂波协方差矩阵估计出当前帧m₀的杂波功率

3）根据估计的杂波功率谱将当前帧m₀划分为4种不同的检测区域，即无杂波的噪声区z，地杂波区g，气象杂波区w，混合杂波区c；