CN103412292B - 一种提高雷达检测性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于雷达信号处理和数据处理领域，具体涉及一种提高雷达检测性能的方法。本发明基于信号处理与数据处理一体化理念，将雷达虚警率指标由雷达信号处理单元与雷达数据处理单元共同来完成，形成一种新的虚警率实现形式。该方法能保证雷达虚警率指标的同时，提升雷达的检测概率，提高了雷达检测性能，增加了雷达对小目标的检测能力。

Description

一种提高雷达检测性能的方法

技术领域

本发明属于雷达信号处理和数据处理领域，具体涉及一种提高雷达检测性能的方法。

背景技术

雷达系统中，为限制雷达产生虚假目标的概率，需要进行恒虚警处理。目前雷达设计中，常将雷达虚警率指标作为信号处理单元的信号检测指标，由雷达信号处理单元单独实现。信号处理单元根据实时的回波信息、恒虚警指标，形成实时的信号检测门限，以此门限对信号进行检测，输出检测数据。如果不改变系统信噪比，雷达的检测概率与虚警率是相互制约的，限制雷达的虚警率也就约束了雷达检测概率；提高检测概率必定会使雷达的虚警率超过限制的虚警要求。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明基于信号处理与数据处理一体化理念，将雷达虚警率指标由雷达信号处理单元与雷达数据处理单元共同来完成，形成一种新的虚警率实现形式。该方法能保证雷达虚警率指标的同时，提升雷达的检测概率，提高了雷达检测性能，增加了雷达对小目标的检测能力。

本发明的技术方案是：一种提高雷达检测性能的方法，主要包括：

步骤一、分解雷达虚警率指标，放宽信号处理虚警率；

步骤二、以步骤一所确定的信号处理虚警率为依据进行信号的恒虚警检测，输出信号检测数据；

步骤三、对步骤二输出的信号检测数据进行多帧航迹跟踪处理；

步骤四、对符合航迹跟踪特征的信号检测数据进行输出显示。

本发明的有益效果是：

本发明基于信号处理与数据处理一体化理念，避免了信号处理单元单独检测信号的局限性，充分利用了信号处理与数据处理的综合优势。

本发明在保证雷达虚警率的前提下，能使雷达的检测性能提高。以信号处理的检测指标Pf=10^-3，Pd=0.5，为例，雷达的检测性能可提高2dB~3dB，相当于使雷达能检测的最小目标RCS面积降低为原来的0.6倍~0.52倍（Pf=10^-6，Pd=0.5指标对应的目标可见度系数为11.25dB；Pf=10^-3，Pd=0.5指标对应的目标可见度系数为8.44dB，可见度系数的相应降低2.8dB，相当于对应的可检测的小目标的有效反射截面积为原来需要的0.52倍）。

本发明的方法实现简单，和传统的设计方式相比，不需要特别的硬件设计，利于工程实现，易于推广普及。

附图说明

图1主要组成设备及工作过程示意图；

图2信号处理恒虚警信号检测过程示意图；

图3数据处理单元工作流程示意图。

具体实施方式

名称解释：

雷达虚警率：雷达允许的将无目标情况判为有目标的概率；

信号处理虚警率：允许的信号处理单元恒虚警检测输出数据中将无目标情况判为有目标的概率；

以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明使用的设备主要包括：信号处理单元和数据处理单元。本实施例中设定信号处理单元根据Pf=10^-3、Pd=0.5指标进行信号检测，则后续工作由数据处理单元完成，如图1所示。

其中，信号处理单元的工作与目前雷达设计中的信号处理单元采用的恒虚警处理方式及其余处理过程完全一致，体现在这本环节中的主要创新点是，通过放宽信号处理单元的恒虚警处理的虚警率，如本实施例中以Pf=10^-3，Pd=0.5指标为恒虚警处理的依据，并据此形成恒虚警信号检测输出。其工作过程示意图如图2所示。放宽信号处理虚警率能保留更多的回波信息，有利于数据处理根据更丰富的原始信息提取具备航迹特征的目标，有利于增强雷达对小目标的检测与跟踪能力。

放宽信号处理虚警率，应根据雷达系统主要针对检测对象的检测需求与雷达系统采用本方法前实际具备的检测性能的差异而定；放宽到满足差异即可，否则，过渡放宽会一定程度增加后续处理压力。以情报雷达为例，一般雷达指标要求的对RCS=2m²的目标的检测概率为Pd=0.5、虚警概率为Pf=10^-6；如果由于某种需要，在不改变雷达口径功率积的情况下，希望对RCS=1m²的目标的检测概率为Pd=0.5、虚警概率为Pf=10^-6，则可先对虚警概率、检测概率指标根据雷达目标检测公式进行计算，得信号处理单元输出数据的虚警概率为Pf=10^-3、检测概率仍选取为Pd=0.5，以此作为信号处理单元的信号检测指标。

具体可分为下两步处理：

1）分解雷达虚警率指标，确定放宽的信号处理单元的虚警率指标

根据放宽信号处理虚警率的依据，对虚警概率、检测概率指标进行适当分解。如本实施例中，取信号处理单元输出数据的虚警概率为Pf=10^-3、检测概率仍选取为Pd=0.5，以此作为信号处理单元的信号检测指标。

2）按新的虚警率进行信号的恒虚警检测

本步骤对信号进行检测，其过程与目前雷达设计中的信号处理单元采用的恒虚警处理方式及其余处理过程完全一致，只是恒虚警指标以1)所确定的新的虚警率指标为依据。根据新的虚警率输出信号检测数据。

其中，数据处理单元完成的工作过程与目前雷达设计中数据处理单元的处理流程相似，起始时可以采用“3/4”法则进行航迹起始处理，跟踪时可采用经典滤波方式进行航迹跟踪处理；体现在这本环节中的主要创新点是，所有数据处理结论不实时进行输出、显示，而是根据检测的信号数据是否能符合航迹跟踪的特征来决定是否向雷达终端用户进行输出、显示。通过这种提取有用点迹、滤除无用点迹的处理过程，实现保持雷达虚警概率（虚警概率为10^-6）、提高雷达检测概率（检测概率>0.5）的目的，其工作过程示意图如图3所示。不实时进行信号检测数据的显示，目的是控制向用户输出信息的虚警率，也有利于使雷达画面干净，减轻了雷达操作员的信息处理负担。

具体可分为下两步处理：

1）对输出的多帧信号检测数据进行航迹跟踪处理

本步骤对多帧信号检测数据进行后台点迹处理、航迹处理，其过程与目前雷达设计中数据处理单元的处理流程相似，起始时可以采用“3/4”法则进行航迹起始处理，跟踪时可采用经典滤波方式进行航迹跟踪处理；主要创新点是，所有数据处理结论不实时进行输出、显示，待后续2)所述过程决定是否向雷达终端用户进行输出、显示。

2）对符合航迹跟踪特性的检测数据进行输出

本步骤对符合航迹跟踪特性的信号检测数据进行输出。对不符合航迹跟踪特性的信号检测数据予以淘汰。通过这种提取有用点迹、滤除无用点迹的处理过程，实现保持雷达虚警概率（虚警概率为10^-6）、提高雷达检测概率（检测概率>0.5）的目的。

Claims (1)

1.一种提高雷达检测性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、分解雷达虚警率指标，放宽信号处理虚警率；

步骤二、以步骤一所确定的信号处理虚警率为依据进行信号的恒虚警检测，输出信号检测数据；

步骤三、对步骤二输出的信号检测数据进行多帧航迹跟踪处理，所有数据处理结论不实时进行输出、显示；

步骤四、对符合航迹跟踪特征的信号检测数据进行输出显示，对不符合航迹跟踪特性的信号检测数据予以淘汰，根据检测的信号数据是否能符合航迹跟踪的特征来决定是否向雷达终端用户进行输出、显示。