[发明专利]网格化FRFT域雷达目标检测与多级联合虚警剔除方法

说明书

本发明涉及一种网格化FRFT域雷达目标检测与多级联合虚警剔除方法，属于雷达信号处理和目标检测技术领域。本发明首先解决了常规FRFT域目标检测面临的两个自变量参数搜索范围和搜索步长难以量化的问题，建立了多普勒‑加速度二维搜索网格；然后针对CFAR检测后虚警较多的问题，在距离‑多普勒‑加速度三维数据空间中，对过门限后的点迹通过二维点迹凝聚、二维检测融合以及三维点迹凝聚三个步骤实施多级联合虚警剔除。与常规FRFT域目标检测方法相比，本发明给出的FRFT域雷达目标检测及虚警剔除方法具有明确的参数搜索网格，且通过多级联合虚警剔除技术，利用目标与虚警在不同维度上的特征差异来剔除虚警，有效地解决了FRFT域雷达目标检测虚警较高的问题。

技术领域

本发明属于雷达信号处理和目标检测技术领域，特别涉及雷达目标探测中的目标检测技术。

背景技术

宽发窄收雷达(例如，Multiple-Input Multiple-Output(简称MIMO)雷达)能够获得对目标的长时间观测，进而可对目标回波能量进行长时间相参积累处理，改善信杂噪比，提高雷达目标检测性能。长时间观测过程中容易造成目标能量在多普勒维扩散，而在长时间相参积累处理方法中，分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,简称FRFT)方法对于多普勒扩散、特别是多普勒随时间线性扩散的目标能量有很好的相参积累效果。

但是，在长时间相参积累过程中，杂波(例如，海尖峰)能量也可能会被积累起来，从而产生虚警；实践表明，雷达海上目标检测中，MTD处理相比于非相参积累检测容易带来虚警；这就意味着，比MTD搜索空间更大、处理维数更高的FRFT域检测技术会更容易导致虚警。

同时，在雷达实际探测过程中，由于目标本身运动的不稳定性、目标运动引起的环境扰动、雷达观测角度的变化以及长时间积累带来的多普勒分辨力提升等因素，使得目标能量在“距离-多普勒”域表现为“一团点”而不是一个点，而且，即使是FRFT能够进一步积累起多普勒维扩散了的目标能量，在“距离-FRFT”域中目标也依然会表现为“一团点”，甚至还会因为增加了加速度维搜索的缘故，这团点的扩散程度会变得更大。这种能量的扩散也容易导致虚警的产生。

为了解决FRFT域雷达目标检测时虚警增多的问题，本发明提供了一种网格化FRFT域雷达目标检测与多级联合虚警剔除方法。

发明内容

本发明的目的在于，针对宽发窄收雷达目标长时间相参积累检测导致虚警较多的问题，提供一种网格化FRFT域雷达目标检测与多级联合虚警剔除方法，其中要解决的技术问题包括：

(1)FRFT处理中两个自变量参数的搜索范围和搜索步长的设计问题；

(2)“距离-多普勒-加速度”三维数据空间中的虚警剔除问题。

本发明所述的一种网格化FRFT域雷达目标检测与多级联合虚警剔除方法，其特征在于包括以下技术措施：

S1、根据匀加速运动目标的多普勒效应在雷达回波脉冲串中的表现形式，直接采用多普勒和加速度作为FRFT域两个维度的自变量参数，因此本发明中FRFT域的等价称呼是“多普勒-加速度”域；然后在确定这两个参数搜索范围和搜索步长的基础上，建立起关于这两个参数的搜索网格。