[发明专利]一种复杂地形下遮蔽目标的雷达探测方法

说明书

本发明提供了一种复杂地形下遮蔽目标的雷达探测方法，首先利用信道建模和信道测量的方法，获得探测目标在不同位置时对应的多径传播特性，建立深度学习的训练数据集；然后利用深度学习对目标位置和多径传播特征进行训练学习，进而建立目标位置和多径传播特征的关联模型；最后将未知目标位置的回波多径信号特征作为输入，得到遮蔽目标的位置信息。本发明能快速准确地输出目标的位置信息，具有更高的目标识别率，更好的实时性、通用性和简捷性。

技术领域

本发明涉及雷达探测技术领域。

背景技术

非直视目标的探测和定位一直是传统雷达的重要难题之一。由于不存在直视路径，目标的反射回波相互叠加，使得电磁回波能量起伏剧烈，有时甚至近于对消，这就是多径传播环境引起的快衰落特性。快衰落使得雷达的测量误差(距离误差、角度误差、多普勒频率误差等)增大，当回波能量衰减严重时，会使雷达完全丧失对目标的探测跟踪能力。非直视目标的探测之所以困难，主要源于多径传播环境的快衰落具有快速时变的复杂特性。针对多径传播环境下的目标探测，目前业界采取的主要措施是明确多径造成的影响，然后采取措施来加以消除或避免。

周豪、胡国平等人在《低空多径环境下雷达目标检测性能研究》中针对低空多径环境下不同体制雷达目标检测性能展开了研究，通过建立低空多径环境下雷达接收信号模型，采用特征函数法推导低空多径环境下不同体制雷达的检测概率，给出了通过优化配置雷达阵元达到多径环境下的最优检测性能的目的，结果表明多输入单输出雷达兼具相控阵雷达和多输入多输出雷达的优点，在多径环境下具有稳定的检测性能。这是一种通过改变雷达阵元数量来达到缓解多径影响的低空目标雷达探测方法，并没有从消除多径影响的角度出发来解决低空雷达目标探测的问题，多径造成的影响仍然存在，性能较差。

王召迎、张洁寒和张瑜在《天波超视距雷达多径信道均衡方法》中针对天波超视距雷达工作中多径效应对雷达回波信号的污染问题，提出了一种抑制多径污染的信道均衡方法，首先利用已知的训练序列对多径信道进行估计，然后利用具有一定结构的滤波器实现信道的均衡，最终达到了抑制多径信道对雷达回波信号影响的目的。这是一种明确多径造成的影响，然后采取均衡来加以消除的方法，这种方法需要实时估计多径信道，具有复杂度高、实时性差的特点。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于深度学习的复杂地形下遮蔽目标的雷达探测方法，具有更高的目标识别率，更好的实时性、通用性和简捷性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：首先利用信道建模和信道测量的方法，获得探测目标在不同位置时对应的多径传播特性，建立深度学习的训练数据集；然后利用深度学习对目标位置和多径传播特征进行训练学习，进而建立目标位置和多径传播特征的关联模型；最后将未知目标位置的回波多径信号特征作为输入，得到遮蔽目标的位置信息。

所述的信道建模和信道测量首先设置目标所处的地理环境，得到该环境的三维电子地图，将地理环境按照空间划分为不同的立方格，将探测目标分别置于每一个立方格中心，将雷达探测机位置固定，利用射线追踪模型进行信道建模，得到目标在不同立方格中的信道冲激响应；然后设置目标所处的真实地理环境，将地理环境按照空间划分为不同的立方格，将目标分别置于每一个立方格中心，将雷达探测机位置固定，利用时域或频域信道测量方法，得到目标在不同立方格中的信道冲激响应；对信道建模或实际测量得到的模拟信道冲激响应进行离散化采样，利用CLEAN算法得到离散信道冲激响应，作为训练数据集。