[发明专利]一种高海况下海面目标检测装置及其检测方法

说明书

本发明公开一种高海况下海面目标检测装置及其检测方法。所述装置包括三个减法器、两个加法器、两个非线性预测滤波器、两个平方器、一个CFAR检测器。在高海况下，假设原始回波数据z(k)中目标存在的信号通道为H₁，目标不存在的信号通道为H₀，分两个信号通道进行信号处理。信号通道H₁需减去目标信号估计值，再用非线性滤波器进行杂波白化处理，而信号通道H₀直接采用非线性滤波器进行杂波白化处理，从而使原始的海杂波背景下目标检测问题就转化为高斯序列背景下目标检测问题，最后对两路信号通道输出的信号平方求和之后，再进行多普勒域频率匹配的恒虚警检测。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域中海杂波背景下目标检测技术的一种新型的检测装置及其检测方法，尤其是一种高海况下海面目标检测装置及其检测方法。

背景技术

海杂波背景下目标检测问题一直是雷达信号处理领域研究的难点。随着雷达系统发展的需求，这项技术也成为研究的重点。预警雷达通常在低掠射角的条件下工作，根据海杂波的物理机理，低掠射角的情况下，海杂波由三个不同特征的分量组成：Bragg散射、Burst散射和Whitecap散射。Bragg散射可以通过脉间频率捷变去相关；Whitecap散射持续时间一般为1s，称作“长时海尖峰”，不能通过脉间频率捷变去相关；Burst散射具有很短持续时间，大约200ms，称作“短时海尖峰”，通过脉间频率捷变很难去相关。

从海杂波的统计理论出发，海杂波的非高斯特性随着海况等级的提高而增强。高海况下，海杂波中的Whitecap散射和Burst散射成为主要成分，导致海杂波的非高斯特性增强和相关时间延长。传统的检测方法是从高斯序列中检测目标，如果采取传统方法(采用CFAR检测器直接对在海杂波的原始回波数据z(k)中实现目标检测)，海杂波的非高斯特性和相关特性会使检测输出的点迹中存在大量虚警，使检测性能降低。

发明内容

为提高检测性能，有效抑制海杂波带来的虚警，本发明提供一种高海况下海面目标检测装置及其检测方法。

本发明通过以下技术方案实现：一种高海况下海面目标检测装置，所述装置包括：

减法器一，其用于在信号通道H₁的原始回波数据z(k)中减去目标信号估计值得到信号通道H₁的杂波与噪声信号之和；其中，假设海杂波的原始回波数据z(k)中目标存在的信号通道为H₁，目标不存在的信号通道为H₀；

非线性预测滤波器一，其用于对信号通道H₁的杂波与噪声信号之和进行非线性预测滤波得到信号通道H₁的杂波和噪声信号的估计值；

加法器一，其用于对信号通道H₁的杂波和噪声信号的估计值和目标信号的估计值进行叠加得到信号通道H₁的原始回波数据z(k)的估计值

减法器二，其用于计算信号通道H₁的原始回波数据z(k)与估计值的残差信号

平方器一，其用于平方残差信号

非线性预测滤波器二，其用于对信号通道H₀的原始回波数据z(k)中的杂波与噪声信号之和进行非线性预测滤波处理，得到信号通道H₀的杂波与噪声信号之和的估计值

减法器三，其用于计算信号通道H₀的原始回波数据z(k)与估计值的残差信号

平方器二，其用于平方残差信号

加法器二，其用于求和两个平方后的残差信号和得到统计量l(k)，

CFAR检测器，用于对海杂波的原始回波数据z(k)处理后的统计量l(k)进行目标检测。