[发明专利]一种雷达恒虚警率门限系数自适应调整方法

说明书

本发明涉及一种雷达恒虚警率门限系数自适应调整方法，该方法为恒虚警检测方法设置高、低两个门限系数，建立门限系数调整α‑RAG图，根据不同区域、不同多普勒滤波器通道的预检测统计情况，设计每个天线扫描帧α‑RAG图的更新准则，然后再根据α‑RAG图选取相应的门限系数α，乘以背景杂波估值电平作为门限，进行检测判决。该方法可以根据不同区域的背景噪声或杂波强弱情况，在环境背景估值自适应的基础上，对于不同区域、不同多普勒滤波器通道，实现门限系数的自适应精细调整，从而可以进一步提高或降低检测门限：在强杂波区域设置高门限，以降低虚警数量；在弱杂波区域设置低门限，以提高检测概率。该方法对于各种背景具有较强的适应性，进一步改善了雷达的检测性能。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体涉及一种复杂背景下的恒虚警率门限调整方法；通过该方法，实现对雷达检测门限的精细化、自适应调整，减少了强杂波区的虚警数量和弱杂波区的处理损失，提高了检测性能。

背景技术

目前，恒虚警率(Constant False Alarm Rate，CFAR)检测是雷达信号处理的重要环节之一，它在自动检测中占有不可或缺的重要地位。CFAR处理的基本过程是：按照一定的准则，根据噪声和杂波的强弱得到环境估值水平Z，并用该估值乘以一个门限系数作为最终的检测门限。CFAR处理的关键是设计合理的准则计算得到环境估值，使其准确地反映噪声和杂波强弱，实现门限的自适应调整，达到虚警概率基本恒定的效果。

目前，大多数CFAR算法都是通过设计合理的噪声或杂波功率电平估计准则来提高环境估值的准确性，进而提高检测性能的。常见的CFAR处理算法包括：单元平均恒虚警检测(CA-CFAR)、单元平均选大恒虚警检测(GO-CFAR)、单元平均选小恒虚警检测(SO-CFAR)、单元排序恒虚警检测(OS-CFAR)，以及在上述算法基础上的各种改进CFAR算法等等。但是，上述CFAR算法在均匀背景下取得了较好的性能，在非均匀背景下的检测性能有所下降。

在实际非均匀背景环境中，尤其是局部强杂波、强干扰环境下，单独依靠环境估值的自适应性来调整门限，难以很好地抑制局部强杂波带来的高虚警数量，此时往往通过增大门限系数来进一步提高检测门限，以降低虚警数。但是，传统的雷达处理方式，在调整门限系数时，整个探测范围都会同时调整，这样对于弱杂波区来说，会带来不必要的检测损失。此外，现代雷达普遍采用MTD滤波方式来滤除杂波、提高积累增益，而不同多普勒处理通道对于杂波的响应是不同的，因此对于不同的多普勒处理通道设置不同的门限系数，有益于进一步提升CFAR检测方法的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CFAR门限自适应调整方法，该方法根据不同区域的背景噪声或杂波强弱情况，在环境背景估值自适应调整的基础上，根据预检测统计情况设计门限系数调整准则，对于不同区域、不同多普勒通道设置不同的门限系数，实现门限系数的自适应调整，从而可以进一步提高或降低检测门限：在强杂波区域设置高门限，以降低虚警数量；在弱杂波区域设置低门限，以提高检测概率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种雷达恒虚警率门限自适应调整方法，其包括如下步骤：

步骤1：设置多个用于测距的距离单元，对于每个距离单元接收到的每个相参处理间隔(Coherent Processing Interval，CPI)内的雷达I、Q回波数据，采用FIR滤波器进行动目标检测(Moving Target Detection，MTD)处理，得到F₀₊、F₁、F₂、……、F_N-3、F_N-2、F_0-等共N个多普勒滤波器通道，其中N为多普勒滤波器阶数，也即1个CPI中的脉冲个数；