[发明专利]一种导航雷达多次反射假回波抑制方法

摘要

一种导航雷达多次反射假回波抑制方法，本发明涉及导航雷达多次反射假回波抑制方法。本发明的目的是为了解决现有对导航雷达多次反射假回波抑制时，若抑制强度过大会导致目标损失，若抑制强度不够会残留假回波的问题。过程为：一、得到均值滤波后的回波数据；二、得到满足条件的回波峰值位置和峰值间距；三、产生一个与回波信号维度等大小的矩阵存储阈值检测结果；四、进行目标回填；五、得到目标信息；六、将满足条件的回波峰值位置与目标信息进行位置信息匹配；七、对匹配成功的目标进行多次反射假回波判断，如果是假回波，并剔除假回波，否则，保留目标在矩阵中相对应位置数值。本发明用于雷达信号处理领域。

主权项

1.一种导航雷达多次反射假回波抑制方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤一、雷达向外发射信号，接收机收到雷达向外发射信号照射到目标后的回波信号，沿距离维对第k个方位的回波信号进行均值滤波，得到均值滤波后的回波数据；步骤二、对步骤一得到的均值滤波后的回波数据进行多次反射假回波特征提取，得到满足条件的回波峰值位置和峰值间距，满足条件的回波包括多次反射假回波和非多次反射假回波；具体过程为：步骤二一、对均值滤波后的回波数据进行峰值提取，进行差分处理，差分处理后得到的峰值间距满足：峰值间距>T₁，等距偏差≤T₂，等距个数≥T₃；得到满足条件的假回波的峰值位置和峰值间距；进行峰值提取过程为：产生一个与回波信号维度等大小的矩阵用于标记峰值，矩阵初始值为0，当前距离单元幅度值均大于等于左右相邻的距离单元的幅度值时，标记当前距离单元为峰值，即矩阵中当前距离单元数值设为1；当前距离单元幅度值小于左右相邻的距离单元的幅度值时，对矩阵中当前距离单元数值不做更改；差分处理为相邻峰值位置相减得到相邻峰值之间间距；相邻峰值位置为第N+1个峰值距离单元与第N个峰值距离单元；等距为相邻间距；等距个数为满足等距偏差连续的间距个数；步骤二二、判断相邻假回波组是否需要合并，若后一组的第一个假回波位置与前一组最后一个假回波位置相同，合并两组回波，如果不同，重新判断相邻假回波组是否需要合并，直至所有组判断完毕；步骤二三、判断每组回波等距个数是否大于T₄，如果大于，执行步骤二四，如果小于，删除该组回波；T₄>T₃；步骤二四、输出多次反射假回波特征信息，多次反射假回波特征信息包括回波峰值位置和峰值间距；T₁为多次反射假回波最小间距；T₂为最大等距偏差，相邻间距数值差小于等于T₂则认为相邻多次反射假回波等间距；T₃为最小等间距个数；T₄为最大等间距个数；步骤三、雷达向外发射信号，接收机收到雷达向外发射信号照射到目标后的回波信号，沿距离维对第k个方位的回波信号进行阈值检测，产生一个与回波信号维度等大小的矩阵存储阈值检测结果，当回波信号幅度值大于等于阈值时，矩阵中相同位置数值置为1，当回波信号幅度值小于阈值时，矩阵中相同位置数值置为0；步骤四、根据步骤三得到的阈值检测结果和回波信号进行目标回填；具体过程为：从步骤三存储阈值检测结果的矩阵中提取目标特征X(i,j)，目标特征X(i,j)包括目标起始距离单元、终止距离单元、最大幅度值以及目标长度；i为存储的目标数，取值为大于1的正整数，j为目标的特征，j＝1,2,3,4，分别对应目标起始距离单元、终止距离单元、最大幅度值以及目标长度；回填相邻两个目标需要满足公式(1)和公式(6)：X(i+1,1)‑X(i,2)<＝T_range    (1)T_range＝mask_scale‑X(i,4)‑X(i+1,4)    (2)n＝X(i,2)+1,X(i,2)+2,X(i,2)+3,…,X(i+1,1)‑1    (3)a_max＝max(X(i,3),X(i+1,3))    (4)T_a＝a_max·percent    (5)其中：mask_scale是目标占据的最大距离单元数；T_range是回填的距离，回填距离原始值是目标占据的最大距离单元数mask_scale减去目标长度，当相邻两个目标距离较近小于T_range时，设定新的回填距离T_range′，T_range′<T_range；D(n)、n为中间变量；·为乘号；angle是每一个方位沿距离维的所有点幅度，是一个向量；a_max是相邻两个目标最大幅度值；percent表示目标衰减最大百分比；T_a是幅度回填阈值；需要回填部分的幅度值与T_a比较，若回填部分的所有幅度值均大于幅度回填阈值T_a，则认为相邻两个目标属于同一个目标，将相邻两个目标回填为一个目标；否则放弃回填；将相邻两个目标回填为一个目标过程中回填部分为相邻两个目标之间的距离单元；回填过程中还需要考虑如下条件：如果相邻两个目标中任意一个目标的方位宽度为1，不需要回填；在完成所有方位目标回填后，当目标中间存在漏洞，设定面积阈值，当目标中间存在漏洞面积小于面积阈值，对目标中间存在漏洞进行目标回填，回填为一个目标；否则放弃回填；所述漏洞为检测结果为0的连续区域，且被检测结果为1的区域包围；漏洞面积为检测结果为0的个数；所述的步骤三中存储阈值检测结果的矩阵中相邻两个目标之间的距离单元对应的位置数值置为1；所述面积阈值最大值为目标占据的最大单元数；最大单元数＝最大距离单元数×最大方位单元数；面积阈值最小值为0；步骤五、对步骤四回填后的阈值检测结果进行目标信息提取，得到目标信息；所述目标信息为目标特征中的目标起始距离单元、终止距离单元、最大幅度值以及目标长度；步骤六、将步骤二得到的满足条件的回波峰值位置与步骤五得到的目标信息进行位置信息匹配，同时产生多次反射假回波特征标记矩阵；具体过程为：所述位置信息匹配为步骤二得到的满足条件的回波峰值位置落在步骤五得到的目标信息的目标起始距离单元、终止距离单元之间，则认为回波与目标匹配，否则，匹配失败，采用相邻方位多次反射假回波特征辅助；所述多次反射假回波特征标记矩阵指产生一个与回波信号维度等大小的矩阵，用于标记多次反射假回波特征，矩阵初始均为0；如果目标具有多次反射假回波特征，多次反射假回波特征标记矩阵中目标占据的位置数值由0置为1；如果目标不具有多次反射假回波特征，多次反射假回波特征标记矩阵中目标占据的位置数值不变；相邻方位多次反射假回波特征辅助；具体过程为：匹配失败的目标未标记多次反射假回波特征，此时判断匹配失败的目标在多次反射假回波特征标记矩阵中前一个方位相同位置上是否有多次反射假回波特征，若有多次反射假回波特征，则该目标可能是多次反射假回波，继续如下判断：当目标长度大于设定长度时，前一方位多次反射假回波与当前目标的比值小于设定数值P，则认为该目标与前一方位相同位置上目标属于同一个多次反射假回波；当前方位的多次反射假回波特征标记矩阵目标相同位置更新数字0为1；前一方位多次反射假回波与当前目标比值大于等于设定数值P，则该目标不是多次反射假回波；当目标长度小于设定长度时，重新设置P′，P′>P，前一方位多次反射假回波与当前目标比值小于P′，则认为该目标与前一方位相同位置上目标属于同一个多次反射假回波；当前方位的多次反射假回波特征标记矩阵目标相同位置更新数字0为1；前一方位多次反射假回波与当前目标比值大于等于设定数值P′，则该目标不是多次反射假回波；步骤七、对匹配成功的目标进行多次反射假回波判断，如果是假回波，将该目标在多次反射假回波特征标记矩阵中相对应位置数值由0置为1，完成多次反射假回波特征标记，并剔除假回波；否则，保留目标在多次反射假回波特征标记矩阵中相对应位置数值0。