[发明专利]基于调频连续波雷达的目标检测方法

说明书

本发明公开了一种基于调频连续波雷达的目标检测方法，包括：S1、将目标回波信号的空间信息和时频信息进行整合，得到天线阵列的输出信号X(t，f)，天线阵列的阵元数为M×N；S2、目标检测及目标数量的估计；S21、计算不同阵元数下天线阵列输出信号的协方差矩阵，则有R_XX＝E[X(t,f)X^H(t,f)]；S22、对协方差矩阵进行特征值分解，得到矩阵的特征值集合；S23、根据RAIC(k)的最小值计算目标数量的估计值；S231、计算不同待测目标数量k下对应的AIC(k)的值，根据RAIC(k)＝AIC(k)/AIC(k‑1)的最小值得到目标数量的估计值。本发明提供的目标检测方法，利用阵列调频连续波雷达对目标空域中目标进行检测，避免了脉冲雷达信号易截获、存在距离盲区和传统连续波雷达难以获得多普勒信息等缺点。

技术领域

本发明涉及一种基于调频连续波地基雷达的目标检测方法，具体是一种对以无人机为代表的目标进行检测的方法。

背景技术

近年来，随着国家低空空域的开放和无人机蓬勃发展，无人机应用领域越来越广泛，其中包括警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄和快递等行业等。伴随着无人机应用的普及，其带来的隐患也随之增加：在民航领域，机场遭遇无人机干扰而导致航班备降、旅客滞留的情况时有发生；无人机坠落砸伤路人、窥探他人隐私的案件也逐年递增，因此，迫切需要对无人机进行及时探测并有效监管。

由于无人机具有飞行速度慢、飞行高度低以及RCS面积小的特点，造成回波信号弱、回波信号信噪比低，因此对无人机进行实时检测难以取得良好的效果。研究表明，对于强杂波背景下的目标检测,雷达宜采用大带宽、长时间积累技术，才能有效区分杂波和目标，保证目标顺利检测。

低空目标探测一直是雷达系统检测的难题之一。根据雷达承载平台，雷达可以分为地面雷达、机载雷达、球载雷达、舰载雷达和星载雷达五大类。目前用于执行检测低空目标任务的有地面雷达、机载雷达和球载雷达。其中，机载预警雷达通过提高雷达工作平台的高度减少杂波干扰而具有探测低空目标的优势，但其运行费用极高、滞空时间短，不能提供连续的目标信息的特点，难以实现对低空领域的全天候监控；球载雷达相比于机载雷达具有飞行速度慢、低空盲区小的优势，但球载平台易受大气流影响造成航线难以控制，不满足定点监测的要求。上述机载雷达和球载雷达都具有系统复杂，费用高且难以实现特定时间和地点的目标检测任务的特点，因此地面雷达检测成为探测目标的主要方式。相比于地面脉冲雷达而言，地面调频连续波雷达具有工作电压低、结构简单，抗截获能力强；无距离盲区；容易产生大宽带信号，距离分辨率高的优势。

传统连续波雷达目标检测中，运用接收机获取的时延参数和多普勒信息，构造空间与速度上的四维搜索格点，搜索接收信号互相关函数谱峰来确定目标参数。传统方法具有难以实现对低速目标多普勒信息的搜集和谱峰函数搜索计算量大的缺陷，难以实现高精度实时的目标检测需求，因此提出基于连续波地基雷达的目标检测的方法实现对低空目标的检测及定位。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于调频连续波地基雷达的目标检测方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于调频连续波雷达的目标检测方法，包括：

S1、在检测空域发射调频连续波信号，天线阵列接收目标回波信号后，将目标回波信号的空间信息和时频信息进行整合，得到天线阵列的输出信号X(t，f)，天线阵列的阵元数为M×N；

S2、目标检测及目标数量的估计；

S21、计算不同阵元数下天线阵列输出信号的协方差矩阵，则有R_XX＝E[X(t,f)X^H(t,f)]；

S22、对协方差矩阵进行特征值分解，得到矩阵的特征值集合；

S23、根据RAIC(k)的最小值计算目标数量的估计值；