[发明专利]一种基于动态规划与分数阶傅里叶变换的弱目标检测方法

权利要求书

1.一种基于动态规划与分数阶傅里叶变换的弱目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：接收K帧雷达回波信号，采用动态规划法从K帧雷达回波信号中获取回波能量最大的弱目标的轨迹，其中，每帧雷达回波信号对应一帧一维距离像，且一维距离像包括多个距离单元，所述轨迹由各帧一维距离像中弱目标所在的距离单元构成；其中，所述采用动态规划法从K帧雷达回波信号中获取回波能量最大的弱目标的轨迹包括以下步骤：

S11：设定值函数的初始值

其中，为第1帧雷达回波信号对应的一维距离像中第n个距离单元的状态，且状态包括有目标和无目标，为第1帧雷达回波信号对应的一维距离像中第n个距离单元的雷达回波信号幅值的平方；

S12：根据第1阶段中各距离单元对应的值函数的初始值，采用如下公式进行迭代计算，得到第2阶段到第K阶段各距离单元对应的值函数其中，每个阶段均获取一帧雷达回波信号：

其中，为第k帧雷达回波信号对应的一维距离像中第n个距离单元的状态，且状态包括有目标和无目标，k＝1,2,…,K，为第n个距离单元的雷达回波信号幅值的平方，为第k-1阶段的所有状态中最有可能转移到状态的状态，且为第k-1阶段中所有可能转移到状态的状态的集合，max为取最大值函数，arg表示将对应的状态作为表示集合中所有状态对应的值函数；

S13：将第K阶段中得到的值函数最大值所对应的状态记为其中，n₀为状态所在的距离单元的序号；

S14：基于第K阶段的状态获取第K-1阶段中最有可能转移到状态的状态然后再获取第K-2阶段中最有可能转移到状态的状态以此类推，直到回溯到第1阶段，得到回波能量最大的弱目标的轨迹；

S2：提取弱目标所在的各个距离单元对应的回波数据，得到弱目标所对应的轨迹回波信号s(t)；

S3：设定旋转角度范围，然后从所述旋转角度范围中选取至少三个旋转角度α，其中，所述三个旋转角度均匀分布在旋转角度范围中；

S4：分别在各旋转角度α下对轨迹回波信号s(t)进行分数阶傅里叶变换，得到弱目标对应的分数域信号X_α(u)；

S5：将各旋转角度α对应的分数域信号X_α(u)进行拼接，得到分数域平面(α,u)；

S6：在分数域平面(α,u)搜索最大值|X_α(u)|_max，得到最大值|X_α(u)|_max所对应的位置坐标(α₀,u₀)，然后提取旋转角度α₀下的分数域信号

S7：判断分数域信号是否小于设定的CA-CFAR门限V_T，若小于，所述弱目标为虚警目标，若不小于，则所述弱目标为真实目标。

2.如权利要求1所述的一种基于动态规划与分数阶傅里叶变换的弱目标检测方法，其特征在于，所述旋转角度范围为

3.如权利要求1所述的一种基于动态规划与分数阶傅里叶变换的弱目标检测方法，其特征在于，所述在各旋转角度α下对轨迹回波信号s(t)进行分数阶傅里叶变换具体为：

K_α(u)＝exp(jπt²cotα-j2πutcscα)

其中，K_α(u)为分数阶傅里叶变换的核函数，u为分数域上的频点，j为虚部，T为K帧雷达回波信号所包含的时间。

4.如权利要求1所述的一种基于动态规划与分数阶傅里叶变换的弱目标检测方法，其特征在于，所述CA-CFAR门限V_T的设定方法为：

其中，P_fa为设定虚警率，m＝1,2,…,M，M为参考频点的个数，为参考频点u_m上的分数域信号，其中，所述参考频点的获取方法为：

以位置坐标(α₀,u₀)为中心，取其左右两边设定数量的频点作为保护频点；

分别以左右两边最外围的保护频点为起点向左右两边延伸，将左右两边设定数量的频点作为参考频点。