CN107255814A - 一种基于lfmsk波形的雷达目标检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，思路为：确定雷达，设定所述雷达的检测范围内存在K个目标，雷达向其检测范围内的K个目标发射LFMSK波形并接收目标回波信号，并获取目标数字差频信号；确定线性步进调频序列A和线性步进调频序列B，计算线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B；计算线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A和线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度矩阵M_3B；计算个目标频率，以及第p个目标的距离估计值R_p第p个目标的速度估计值v_p；然后计算第1个目标的距离估计值R₁至第个目标的距离估计值以及第1个目标的速度估计值v₁至第个目标的速度估计值并作为基于LFMSK波形的雷达目标检测结果。

Description

一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法

技术领域

本发明属于雷达目标检测技术领域，特别涉及一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，即一种基于步进频移键控的复合波形(LFMSK)的雷达目标检测方法，是一种线性调频连续波体制下的雷达目标检测方法，可适用于复杂环境条件下的弱雷达目标检测。

背景技术

随着社会经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，使得汽车拥有量迅速增加，交通安全也越来越受到人们的重视；采用技术手段(如雷达)获取车辆的距离、速度等信息对于确保交通安全具有重要意义。

从上世纪七十年代开始，德国、法国、美国等已开始研发汽车测速雷达；经过多年的发展和改进，在上个世纪末，测速雷达在公路上的应用已较为广泛，其中德国在微型雷达的研发生产方面在世界上占据领先地位，由Hermann Rohling教授提出的组合线性调频与步进频移键控的复合波形(LFMSK)具有解算时间短、多目标情况下不需匹配等特性，但所用点数较少，其在低信噪比情况下，易丢失目标，且检测相位差的误差较大，最终造成解算出的目标距离与速度误差较大；正是由于这些问题的存在，需要对LFMSK波形的目标解算算法进行改进与优化。

线性调频连续波雷达主要利用电磁波传播的时延效应与多普效应来测量目标距离与相对于雷达的速度，但在线性调频连续波体制下，目标的距离与速度均会影响差频信号的频率，需要使用特定的波形来解决目标距离与速度的耦合，常见的波形有对称三角调频波形、频移键控波形、步进调频连续波等方法，其中对称三角调频波形对单目标解算效果较好，多目标情况下存在目标匹配问题；频移键控波形仅可检测运动目标，无法检测固定目标；步进调频连续波可检测多个静止目标或单个运动目标，在同时存在静止与运动目标情形下此波形无法准确检测目标；LFMSK波形组合了线性调频连续波(LFMCW)与频移键控连续波(FSKCW)，兼具两种波形的优点，整个周期包含两个独立频率步进序列，通过解算此两个序列中所包含的频率与相位信息，可以同时解算目标的速度与距离信息。

虽然理论上LFMSK波形可以准确且同时解算出目标的距离与速度信息，但实际上受限于雷达发射功率、工作电磁环境、天气条件、雷达天线波束宽度及多目标情况下临近目标间的相互作用等因素的影响，回波信噪比较小，不易发现目标，且由此波形中两序列分别解算出的相位信息并不精确，但相位信息对最终目标参数的解算影响较大，获得较精确的真实相位信息对解算准确目标参数具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，该种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法以解决在低信噪比情况下，目标丢失及相位信息不准确地问题，并能够提高目标参数信息的解算精度。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，包括以下步骤：

步骤1，确定雷达，设定所述雷达的检测范围内存在K个目标，雷达向其检测范围内的K个目标发射LFMSK波形并接收目标回波信号，进而获取目标数字差频信号；

其中LFMSK波形包含两列线性步进调频扫频信号，分别记为线性步进调频序列A和线性步进调频序列B，线性步进调频序列A包含N个步进段，线性步进调频序列B包含N'个步进段，N、N'、K分别为大于0的正整数；

步骤2，分别计算得到线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B；

步骤3，分别计算得到线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A和线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B；其中，M表示对线性步进调频序列A和线性步进调频序列B中每个步进段进行采样的采样点个数，且M为大于0的正整数；

步骤4，根据线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A和线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B，计算得到个目标频率，分别为其中f_p表示第p个目标频率；

初始化：p∈{1,2,…,K}，p的初始值为1，K为设定的雷达检测范围内存在的目标总个数；

步骤5，计算第p个目标在线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B中的相位差

步骤6，计算第p个目标的距离估计值R_p和第p个目标的速度估计值v_p；

步骤7，令p的值加1，返回步骤5，直到得到第个目标的距离估计值和第个目标的速度估计值并将此时得到的第1个目标的距离估计值R₁至第个目标的距离估计值以及第1个目标的速度估计值v₁至第个目标的速度估计值作为基于LFMSK波形的雷达目标检测结果。

本发明的有益效果：本发明方法通过对多采样点的能量进行相参积累，提高了信噪比，有利于检出目标；并能够通过多采样点相位值做平均，减小噪声对相位值的影响，有利于获取准确的相位值，减小解算误差。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法流程图；

图2为本发明方法所涉及的LEMSK波形时间-频率关系图；

图3为本发明所涉及的LFMSK波形的差频信号的时间-频率关系图；

图4为对仿真数据采用传统LFMSK算法得到的目标距离误差与速度误差图；

图5为对仿真数据采用本发明方法得到的目标距离误差与速度误差图。

具体实施方式

参照图1，为本发明的一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法流程图；其中所述基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，思路为：将A/D采样得到的数据按A、B序列步进抽取并加窗，存储为矩阵，然后进行傅里叶变换，获取幅度谱矩阵，通过比较幅度谱矩阵中各频点幅值来获取目标频率信息，然后以频率信息为索引计算目标对应的相位信息，最后由频率及相位信息计算出目标的距离、速度信息，并输出。

所述基于LFMSK波形的目标检测方法，包括以下步骤：

步骤1，确定雷达，设定所述雷达的检测范围内存在K个目标，雷达向其检测范围内的K个目标发射LFMSK波形并接收目标回波信号，再将接收的目标回波信号与雷达发射的LFMSK波形进行混频，得到目标混频模拟信号，所述目标混频模拟信号包括倍频分量模拟信号和差频分量模拟信号；然后目标混频信号经由低通滤波器处理，滤除倍频分量模拟信号后，再经由A/D转换，进而得到目标数字差频信号，所述目标数字差频信号为包含有K个目标信息的数字差频信号；K为设定的雷达检测范围内存在的目标总个数，且K为大于0的正整数。

参照图2，为本发明方法所涉及的LEMSK波形时间-频率关系图；其中，雷达向其检测范围内的K个目标发射LFMSK波形，所述LFMSK波形包含两列线性步进调频扫频信号，分别记为线性步进调频序列A和线性步进调频序列B，线性步进调频序列A包含N个步进段，线性步进调频序列B包含N'个步进段，N、N'分别为大于0的正整数，且N和N'取值相等；且N个步进段和N'个步进段按照交叠的形式依次排列并进行发射，线性步进调频序列A的起始频率为f_T,A，发射间隔为T_step，每次发射线性步进调频序列A的步进频率为f_step，每次发射线性步进调频序列A的步进频率持续时长为将线性步进调频序列A作为参考信号，线性步进调频序列B的起始频率为f_T,B，f_T,B在时间上落后线性步进调频序列发射间隔为T'_step，T_step与T'_step取值相等；线性步进调频序列B中每个步进段与线性步进调频序列A对应步进频率的差值为f_shift，f_shift＝f_T,B-f_T,A。

线性步进调频序列A包含K'个目标信息的数字差频信号，线性步进调频序列B包含K”个目标信息的数字差频信号，分别记为线性步进调频序列A对应的目标数字差频信号和线性步进调频序列B对应的目标数字差频信号，K'＝K，K”＝K。

步骤2，分别计算得到线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B。

具体地，对线性步进调频序列A对应的目标数字差频信号和线性步进调频序列B对应的目标数字差频信号各自包含的每一个步进段分别抽取M个采样点，且分别由每个步进段的最后一个采样点向前抽取，则线性步进调频序列A抽取的总采样点为M×N个，记为M×N维矩阵，线性步进调频序列B抽取的总采样点为M×N'个，记为M×N'维矩阵，对M×N维矩阵的每一行分别做N点傅里叶变换，得到M×N维频谱矩阵，记为线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A；对M×N'维矩阵的每一行分别做N'点傅里叶变换，得到M×N'维频谱矩阵，记为线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B。

参照图3，为本发明所涉及的LFMSK波形的差频信号的时间-频率关系图，按照时间对应关系，将目标数字差频信号分为线性步进调频序列A对应的目标数字差频信号和线性步进调频序列B对应的目标数字差频信号，线性步进调频序列A中的N个步进段和线性步进调频序列B中的N'个步进段各自对应的目标数字差频信号交替出现。

线性步进调频序列A和线性步进调频序列B中每个步进段包含的采样点数分别与采样率有关，采样率越高，每个步进段的采样点数越多，每个步进段至少包含20个采样点，线性步进调频序列A每次发射步进段的步进频率持续时长和采样率F_s满足下式：

步骤3，对线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A中的每一列分别进行M点傅里叶变换并求模，得到线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A；对线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B中的每一列分别进行M点傅里叶变换并求模，得到线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B；其中，M表示对线性步进调频序列A和线性步进调频序列B中每个步进段进行采样的采样点个数，且M为大于0的正整数。

步骤4，根据线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A和线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B，计算得到个目标频率，分别为其中f_p表示第p个目标频率。

具体地，对步骤3中得到的矩阵M_3A与M_3B，设P_3Aij为线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A中第i行、第j列元素，P_3Bi'j'为线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B中第i'行、第j'列元素，i＝1,2,...,M，j＝1,2,...,N，i'＝1,2,...,M，j'＝1,2,...,N'。

采用有序统计量恒虚警检测(OS-CFAR)算法比较的值，筛选出目标对应的幅度谱峰值，由该幅度谱峰值位置的列坐标j得出目标对应的频率，设为f_p(K为设定的雷达检测范围内存在的目标总个数)。

M_3A与M_3B是由步骤3得到，均为实数值，第i行第j列元素表示M_3A中第i行第j列所代表的频率成分能量大小，第i行所代表的频率为：第j列所代表的频率为：第i'行、第j'列元素表示M_3B中第i'行第j'列所代表的频率成分能量大小，第i'行所代表的频率为：第j'列所代表的频率为：

步骤4的子步骤为；

4.1确定线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A中包含M×N个元素，其中第m个元素为m∈{1,2,…,M×N}，m的初始值为1；设定窗长为R，R一般取值为24。

确定线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B中包含M×N'个元素，其中第m'个元素为m'∈{1,2,…,M×N'}，m'的初始值为1。

4.2对M_3A中第m个元素的前面12个和后面12个元素按值从小到大进行排序，排序后选出第r个元素X_r，r＝round(0.75R)，round()表示四舍五入操作，r一般取0.75R，本实施例中取值为18；然后再乘以门限因子a，得到第m个元素对应的门限值aX_r。

其中，若前面无元素，则只取后面12个元素进行排序，此时R＝12，r＝0.75R＝9，窗长R为后面12个元素个数之和；若后面无元素，则只取前面12个元素进行排序，此时R＝12，r＝0.75R＝9，窗长R为前面12个元素个数之和。

若前面元素不足12个，则取前面所有元素与后面12个元素进行排序，r＝round(0.75R)，窗长R为前面元素个数与后面12个元素个数之和；若后面元素不足12个，则取后面所有元素与前面12个元素进行排序，r＝round(0.75R)，窗长R为前面12个元素个数与后面元素个数之和。

门限因子a取值与雷达的虚警概率P_FA、窗长R，以及排序后选出的元素下标r有关，且满足以下关系：

ln(P_FA)＝f(a,R,r)-f(0,R,r)

其中，ln表示以e为底的对数操作，！表示阶乘操作。

对M_3B中第m'个元素的前面12个和后面12个元素按值从小到大进行排序，排序后选出第r'个元素X_r'，r'一般取0.75R，即18；然后再乘以门限因子a'，得到第m'个元素对应的门限值a'X_r'；其中，a与a'取值相等。

其中，若前面无元素，则只取后面12个元素进行排序，此时R＝12，r＝0.75R＝9，窗长R为后面12个元素个数之和；若后面无元素，则只取前面12个元素进行排序，此时R＝12，r＝0.75R＝9，窗长R为前面12个元素个数之和。

若前面元素不足12个，则取前面所有元素与后面12个元素进行排序，r＝round(0.75R)，窗长R为前面元素个数与后面12个元素个数之和；若后面元素不足12个，则取后面所有元素与前面12个元素进行排序，r＝round(0.75R)，窗长R为前面12个元素与后面元素个数之和。

4.3比较M_3A中第m个元素的值与第m个元素对应的门限值大小，若M_3A中第m个元素的值大于第m个元素对应的门限值，则记录M_3A中第m个元素的对应列坐标h，并由式计算M_3A中第h列对应的频率f，将f记为第个目标频率 的初始值为1， 表示M_3A中对应包含的目标频率个数；否则令m的值加1，返回4.2计算第m个元素对应的门限值。

比较M_3B中第m'个元素的值与第m'个元素对应的门限值大小，若M_3B中第m'个元素的值大于第m'个元素对应的门限值，则记录M_3B中第m'个元素的对应列坐标h'，并由式计算M_3B中第h'列对应的频率f'，将f'记为第个目标频率 的初始值为1， 表示M_3B中对应包含的目标频率个数；否则令m'的值加1，返回4.2计算第m'个元素对应的门限值。

直到得到第个目标频率和第个目标频率，令且所以记为个目标频率，分别为其中f_p表示第p个目标频率，K≤N，N表示线性步进调频序列A中包含的步进段个数。

初始化：p的初始值为1，K为设定的雷达检测范围内存在的目标总个数。

步骤5，计算第p个目标在线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B中的相位差

具体地，根据第p个目标频率，计算M_2A中第p个目标对应第p'列、第i行的元素相位值和M_2B中第p个目标对应第p”列、第i'行的元素相位值其计算过程为：

M_2A与M_2B中的元素均为复数，且与按以下方式进行计算：

设M_2A中第p个目标对应第p'列、第i行的元素实部为a，虚部为b，则M_2A中第p个目标对应第p'列、第i行的元素相位值为p'∈{1,2,…,N}。

M_2B中第p个目标对应第p”列、第i'行的元素实部为a'，虚部为b'，则M_2B中第p个目标对应第p”列、第i'行的元素相位值为arctan表示反正切操作，p”∈{1,2,…,N'}。

然后计算M_2A中第p个目标对应第p'列M个元素相位值的平均值和M_2B中第p个目标对应第p”列M个元素相位值的平均值其计算表达式分别为：

最后计算第p个目标在线性步进调频序列A的功率谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的功率谱矩阵M_2B中的相位差其计算表达式为：

步骤6，计算第p个目标的距离估计值R_p和第p个目标的速度估计值v_p。

具体地，所述第p个目标的距离估计值R_p和第p个目标的速度估计值v_p，其计算表达式分别为：

其中，R_p表示第p个目标的距离估计值，v_p表示第p个目标的速度估计值，T_step表示LFMSK波形中同一序列间步进时间间隔，f_step表示LFMSK波形中同一序列间步进频率间隔，C为光速，λ为雷达发射LFMSK波形的载波波长。

步骤7，令p的值加1，返回步骤5，直到得到第个目标的距离估计值和第个目标的速度估计值并将此时得到的第1个目标的距离估计值R₁至第个目标的距离估计值以及第1个目标的速度估计值v₁至第个目标的速度估计值作为基于LFMSK波形的雷达目标检测结果。

通过以下仿真数据对本发明效果作进一步验证说明。

参照图4，为对仿真数据采用传统LFMSK算法得到的目标距离误差与速度误差图；参照图5，为对仿真数据采用本发明方法得到的目标距离误差与速度误差图；图4和图5中，横轴表示蒙特卡洛实验次数，纵轴分别为距离绝对误差与速度绝对误差，单位分别为m、m/s。

比较图4和图5可以发现，经过本发明提出的算法处理之后，目标的距离估计值误差与速度估计值误差的方差均明显减小。因此本发明对LFMSK体制下目标距离与速度的估计稳定，而且精度更高。

综上，本发明充分考虑到LFMSK体制下雷达的实际应用问题，根据LFMSK波形特点，首先通过多采样点数据进行相参积累，提高信噪比，在通过多采样点平均减弱噪声对目标相位信息的影响，最终得到目标的距离与速度的估计值。本发明估计误差小，稳定性好，实际运行情况良好。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，确定雷达，设定所述雷达的检测范围内存在K个目标，雷达向其检测范围内的K个目标发射LFMSK波形并接收目标回波信号，进而获取目标数字差频信号；

其中LFMSK波形包含两列线性步进调频扫频信号，分别记为线性步进调频序列A和线性步进调频序列B，线性步进调频序列A包含N个步进段，线性步进调频序列B包含N'个步进段，N、N'、K分别为大于0的正整数；

步骤2，分别计算得到线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B；

步骤3，分别计算得到线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A和线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B；其中，M表示对线性步进调频序列A和线性步进调频序列B中每个步进段进行采样的采样点个数，且M为大于0的正整数；

步骤4，根据线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A和线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B，计算得到个目标频率，分别为其中f_p表示第p个目标频率；

初始化：p的初始值为1，K为设定的雷达检测范围内存在的目标总个数；

步骤5，计算第p个目标在线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B中的相位差

步骤6，计算第p个目标的距离估计值R_p和第p个目标的速度估计值v_p；

步骤7，令p的值加1，返回步骤5，直到得到第个目标的距离估计值和第个目标的速度估计值并将此时得到的第1个目标的距离估计值R₁至第个目标的距离估计值以及第1个目标的速度估计值v₁至第个目标的速度估计值作为基于LFMSK波形的雷达目标检测结果。

2.如权利要求1所述的一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，其特征在于，在步骤1中，所述目标数字差频信号，其得到过程为：

雷达向其检测范围内的K个目标发射LFMSK波形并接收目标回波信号，再将接收的目标回波信号与雷达发射的LFMSK波形进行混频，得到目标混频模拟信号，所述目标混频模拟信号包括倍频分量模拟信号和差频分量模拟信号；然后目标混频信号经由低通滤波器处理，滤除倍频分量模拟信号后，再经由A/D转换，进而得到目标数字差频信号，所述目标数字差频信号为包含有K个目标信息的数字差频信号；K为设定的雷达检测范围内存在的目标总个数，且K为大于0的正整数；

所述线性步进调频序列A和线性步进调频序列B，还包括：

线性步进调频序列A包含K'个目标信息的数字差频信号，线性步进调频序列B包含K”个目标信息的数字差频信号，分别记为线性步进调频序列A对应的目标数字差频信号和线性步进调频序列B对应的目标数字差频信号，K'＝K，K”＝K。

3.如权利要求2所述的一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，其特征在于，在步骤2中，所述线性步进调频序列A的功率谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的功率谱矩阵M_2B，其得到过程为：

对线性步进调频序列A对应的目标数字差频信号和线性步进调频序列B对应的目标数字差频信号各自包含的每一个步进段分别抽取M个采样点，且分别由每个步进段的最后一个采样点向前抽取，则线性步进调频序列A抽取的总采样点为M×N个，记为M×N维矩阵，线性步进调频序列B抽取的总采样点为M×N'个，记为M×N'维矩阵，对M×N维矩阵的每一行分别做N点傅里叶变换，得到M×N维频谱矩阵，记为线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A；对M×N'维矩阵的每一行分别做N'点傅里叶变换，得到M×N'维频谱矩阵，记为线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B。

4.如权利要求3所述的一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，其特征在于，在步骤3中，所述M×N维积累功率谱矩阵M_3A和M×N'维积累功率谱矩阵M_3B，其得到过程为：

对线性步进调频序列A的频谱矩阵M_2A中的每一列分别进行M点傅里叶变换并求模，得到线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A；对线性步进调频序列B的频谱矩阵M_2B中的每一列分别进行M点傅里叶变换并求模，得到线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B；其中，M表示对线性步进调频序列A和线性步进调频序列B中每个步进段进行采样的采样点个数，且M为大于0的正整数。

5.如权利要求4所述的一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，其特征在于，在步骤4中，所述K个目标频率，其得到过程为：

4.1确定线性步进调频序列A的M×N维积累幅度谱矩阵M_3A中包含M×N个元素，其中第m个元素为m∈{1,2,…,M×N}，m的初始值为1；设定窗长为R；

确定线性步进调频序列B的M×N'维积累幅度谱矩阵M_3B中包含M×N'个元素，其中第m'个元素为m'∈{1,2,…,M×N'}，m'的初始值为1；

4.2对M_3A中第m个元素的前面12个和后面12个元素按值从小到大进行排序，排序后选出第r个元素X_r，r＝round(0.75R)，round()表示四舍五入操作，然后再乘以门限因子a，得到第m个元素对应的门限值aX_r；

其中，若前面无元素，则只取后面12个元素进行排序，此时窗长R为后面12个元素个数之和；若后面无元素，则取前面12个元素进行排序，此时窗长R为前面12个元素个数之和；

若前面元素不足12个，则取前面所有元素与后面12个元素进行排序，r＝round(0.75R)，窗长R为前面元素个数与后面12个元素个数之和；若后面元素不足12个，则取后面所有元素与前面12个元素进行排序，r＝round(0.75R)，窗长R为前面12个元素个数与后面元素个数之和；

门限因子a的确定满足以下关系：

ln(P_FA)＝f(a,R,r)-f(0,R,r)

其中，ln表示以e为底的对数操作，！表示阶乘操作；

对M_3B中第m'个元素的前面12个和后面12个元素按值从小到大进行排序，排序后选出第r'个元素X_r'；然后再乘以门限因子a'，得到第m'个元素对应的门限值a'X_r'；

其中，若前面无元素，则取后面12个元素进行排序，此时窗长R为后面12个元素个数之和；若后面无元素，则取前面12个元素进行排序，此时窗长R为前面12个元素个数之和；

若前面元素不足12个，则取前面所有元素与后面12个元素进行排序，r＝round(0.75R)，窗长R为前面元素个数与后面12个元素个数之和；若后面元素不足12个，则取后面所有元素与前面12个元素进行排序，窗长R为前面12个元素与后面元素个数之和；

4.3比较M_3A中第m个元素的值与第m个元素对应的门限值大小，若M_3A中第m个元素的值大于第m个元素对应的门限值，则记录M_3A中第m个元素的对应列坐标h，并由式计算M_3A中第h列对应的频率f，将f记为第个目标频率 的初始值为1， 表示M_3A中对应包含的目标频率个数；否则令m的值加1，返回4.2计算第m个元素对应的门限值；

比较M_3B中第m'个元素的值与第m'个元素对应的门限值大小，若M_3B中第m'个元素的值大于第m'个元素对应的门限值，则记录M_3B中第m'个元素的对应列坐标h'，并由式计算M_3B中第h'列对应的频率f'，将f'记为第个目标频率 的初始值为1， 表示M_3B中对应包含的目标频率个数；否则令m'的值加1，返回4.2计算第m'个元素对应的门限值；

直到得到第个目标频率和第个目标频率，令且所以记为个目标频率，分别为其中f_p表示第p个目标频率， K≤N，N表示线性步进调频序列A中包含的步进段个数。

6.如权利要求5所述的一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，其特征在于，在步骤5中，所述第p个目标在线性步进调频序列A的功率谱矩阵M_2A和线性步进调频序列B的功率谱矩阵M_2B中的相位差其表达式为：

其中，表示M_2A中第p个目标对应第p'列M个元素相位值的平均值，表示M_2B中第p个目标对应第p”列M个元素相位值的平均值；表示M_2A中第p个目标对应第p'列、第i行的元素相位值，表示M_2B中第p个目标对应第p”列、第i'行的元素相位值，其计算过程为：

M_2A与M_2B中的元素均为复数，设M_2A中第p个目标对应第p'列、第i行的元素实部为a，虚部为b，则M_2A中第p个目标对应第p'列、第i行的元素相位值为p'∈{1,2,…,N}；

M_2B中第p个目标对应第p”列、第i'行的元素实部为a'，虚部为b'，则M_2B中第p个目标对应第p”列、第i'行的元素相位值为arctan表示反正切操作，p”∈{1,2,…,N'}。

7.如权利要求6所述的一种基于LFMSK波形的雷达目标检测方法，其特征在于，在步骤6中，所述第p个目标的距离估计值R_p和第p个目标的速度估计值v_p，其计算表达式分别为：

其中，R_p表示第p个目标的距离估计值，v_p表示第p个目标的速度估计值，T_step表示LFMSK波形中同一序列间步进时间间隔，f_step表示LFMSK波形中同一序列间步进频率间隔，C为光速，λ为雷达发射LFMSK波形的载波波长。