[发明专利]一种动目标检测滤波器组的优化设计方法

说明书

本发明公开了一种动目标检测滤波器组的优化设计方法，包括以下步骤：1)建立零频率动目标检测滤波器的优化设计准则，并求解此滤波器的单位脉冲响应；2)将所求解的单位脉冲响应分别搬移到一组预先设定的非零频点上，利用所有的单位脉冲响应构造动目标检测滤波器组；3)利用动目标检测滤波器组处理雷达接收信号，实现地物杂波抑制和目标信号增强。在保持设计滤波器与参考滤波器的多普勒频率分辨率相同、信噪比增益相同的情况下，通过使各动目标检测滤波器在设定频率处的响应为零，能显著地提高雷达系统的改善因子，并且可以通过快速傅里叶变换实现，因此具有较高的计算效率。

技术领域

本发明涉及动目标检测滤波器组优化，具体为一种动目标检测滤波器组的优化设计方法。

背景技术

雷达接收信号中地物杂波与运动目标回波的多普勒频率通常是不同的，因此可以利用动目标检测滤波器组抑制地物杂波，同时提高目标回波信号的信噪比，动目标检测滤波器组通常利用快速傅里叶变换设计和实现。

当雷达接收信号通过快速傅里叶变换进行处理时，动目标检测滤波器组在零频处的响应为零从而抑制了地物杂波，但是由于滤波器的副瓣较高，当杂波谱有一定展宽时，动目标检测的性能明显下降，并且大目标信号容易掩盖小目标信号。因此，通常利用锥削窗函数来降低滤波器的副瓣电平，但是会导致目标回波信号的信噪比损失，并且加窗后滤波器的零响应位置发生偏移，因此地物杂波的剩余会增加，系统改善因子会下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动目标检测滤波器组的优化设计方法，在保持设计滤波器与参考滤波器的多普勒频率分辨率相同、信噪比增益相同的情况下，通过使各动目标检测滤波器在设定频率处的响应为零，能显著地提高雷达系统的改善因子，并且可以通过快速傅里叶变换实现，因此具有较高的计算效率。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供如下技术方案：

一种动目标检测滤波器组的优化设计方法，包括以下步骤：

1)建立零频率动目标检测滤波器的优化设计准则，并求解此滤波器的单位脉冲响应；

2)将所求解的单位脉冲响应分别搬移到一组预先设定的非零频点上，利用所有的单位脉冲响应构造动目标检测滤波器组；

3)利用动目标检测滤波器组处理雷达接收信号，实现地物杂波抑制和目标信号增强。

本发明进一步设置为：所述步骤1)建立零频率动目标检测滤波器的优化设计准则，并求解此滤波器的单位脉冲响应，具体为，

1-1)零频率动目标检测滤波器，即零频率MTD滤波器的优化设计准则为，

式中：g₀为已知的参考动目标检测滤波器，即参考MTD滤波器的单位脉冲响应，h₀为待设计的零频率MTD滤波器的单位脉冲响应，上标H表示取共轭转置，上标T表示取转置，s.t.表示受限于，矩阵R定义为，

式中：为目标的时域导向向量，f为频率， K为雷达接收到的相参脉冲的个数，T_r为雷达的脉冲重复周期，j为虚数单位， j²＝-1，Δf为零频率点附近的频率范围；

1-2)利用Lagrange乘子法求解式(1)，得到待设计的零频率MTD滤波器的单位脉冲响应h₀，

h₀＝μR^-1g₀+g₀ (3)

式中：为Lagrange乘子。