CN110221289B - 用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法 - Google Patents

用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110221289B
CN110221289B CN201910452608.0A CN201910452608A CN110221289B CN 110221289 B CN110221289 B CN 110221289B CN 201910452608 A CN201910452608 A CN 201910452608A CN 110221289 B CN110221289 B CN 110221289B
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit
frame
echo data
num
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910452608.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110221289A (zh
Inventor
杨琳
黄涛
吴俊�
任翔
许义宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Sun Create Electronic Co Ltd
Original Assignee
Anhui Sun Create Electronic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Sun Create Electronic Co Ltd filed Critical Anhui Sun Create Electronic Co Ltd
Priority to CN201910452608.0A priority Critical patent/CN110221289B/zh
Publication of CN110221289A publication Critical patent/CN110221289A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110221289B publication Critical patent/CN110221289B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/885Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for ground probing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,针对不同的距离范围以不同的划分方式分别构建快图单元和慢图单元,并对不同的图单元分别设置了其对应的点个数门限,在多帧累积计算单个图单元的幅度值门限时,不仅考虑该单个图单元在前一帧的幅度值门限,还综合考虑该单个图单元在一定帧数范围内的回波数据所占的点数,以计算和调整该单个图单元的幅度值门限。本发明能够有效的抑制杂波,提高了目标的检测能力。

Description

用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法
技术领域
本发明涉及雷达的目标检测技术领域,尤其是用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法。
背景技术
目标检测是指:从雷达接收到的回波数据信息中,检测出属于目标的回波数据信息,并将杂波滤除。且在后续的点航迹处理过程中,准确的目标检测能够提高点迹凝聚精度,以及提高航迹跟踪质量。因此,选择最优的目标检测方法,对精确的估计目标参数至关重要。
传统的基于回波数据的目标检测方法为直接进行一维的恒虚警率处理,没有考虑强杂波对弱小目标的影响,降低了弱小目标的提取能力,导致了弱小目标的错误提取。对于提高弱小目标的发现概率这一问题,还有很大的提升和改进空间。
经检索,中国专利公开号为CN106842194A公开了一种自适应目标检测方法及装置,主要用于检测海上目标,该专利是对实际雷达回波数据进行统计并得到回波数据的当前阈值,并基于当前阈值确定当前雷达回波数据的背景噪声,以从当前雷达回波数据中检测出目标信号;该专利采用单个区域在各帧的回波幅度值的平均值作为该单个区域的当前阈值,并利用该单个区域在前一帧的阈值以及加权因子对于该单个区域的当前阈值进行调整;该专利中的区域划分是将雷达覆盖范围等分为若干个区域,并分别对单个区域上的雷达回波数据进行统计。该专利的方法在一定程度上能够抑制杂波。
但是,由于海上场景的目标单一,且帧间变化不大,利用该专利的方法能够对海上目标进行检测,当场景目标复杂且帧间变化大时,利用该专利的方法容易造成弱小目标漏检测。
发明内容
为了克服上述现有技术中的缺陷,本发明提供用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,面对目标复杂且帧间变化大的场景,也能够有效的抑制杂波,防止错误检测和遗漏检测,提高了目标的检测能力。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案,包括:
用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,所述三坐标有源相控阵雷达方位覆盖范围为0°~X°,仰角覆盖范围为0°~Z°,距离覆盖范围为0km~Ykm;所述三坐标有源相控阵雷达的方位采样间隔为Δx,量化为Ax个方位;仰角采样间隔为Δz,量化为Az个仰角;
所述三坐标有源相控阵雷达扫描一帧,依次获取每个方位、每个仰角的回波数据信息;并对同一方位、同一仰角的回波数据信息在距离上进行量化,距离量化间隔为Δy,在距离上量化为Ay个距离库;
所述回波数据信息包括:该回波数据的方位,该回波数据的仰角,该回波数据所在的距离库,该回波数据的时间戳,该回波数据的幅度值;
包括以下步骤:
S1,获取三坐标有源相控阵雷达在当前帧的回波数据信息;
S2,先对三坐标有源相控阵雷达的覆盖范围构建若干个图单元,并对各个图单元上的回波数据信息分别进行滑窗积累处理,计算出各个图单元的当前帧的幅度值门限;再根据各个图单元的当前帧的幅度值门限对当前帧的回波数据信息进行滤除处理;
S3,对经步骤S2处理后的回波数据信息进行杂波滤除处理,且经杂波滤除处理后的回波数据信息即为目标的回波数据信息。
步骤S2中,所述图单元的构建是对同一个仰角上的不同方位和不同距离库进行划分,将该同一仰角上的每个方位所对应的每个距离库均作为待一个检测单元,对该同一仰角上的在0km~Y1km内的待检测单元利用等距离法构建若干个快图单元;对该同一仰角上的在Y1km~Ykm内的待检测单元利用等面积法构建若干个慢图单元;0<Y1<Y。
步骤S2中,对该同一仰角上的在0km~Y1km内的待检测单元利用等距离法构建若干个快图单元,具体方式如下所示:
对第1个距离库至第Y1/Δy个距离库进行划分,每隔n个距离库作为一个距离区间,共划分为Y1/Δy/n个距离区间;
对Ax个方位进行划分,每隔m个方位作为一个方位区间,共划分为Ax/m个频道区间;
将每个距离区间所对应的每个方位区间均作为一个快图单元,共得到Num_Fast个快图单元,Num_Fast=(Y1/Δy/n)×(Ax/m)。
步骤S2中,对该同一仰角上的在Y1km~Ykm内的待检测单元利用等面积法构建若干个慢图单元,具体方式如下所示:
以rkm作为距离间隔,将Y1km~Ykm划分为(Y-Y1)/r个距离区间;0<r<(Y-Y1);对此(Y-Y1)/r个距离区间进行编号,编号为q,q=1,2,…,(Y-Y1)/r,且依次对应为Y1km~(Y1+r)km,(Y1+r)km~(Y1+2r)km,......,(Y-r)km~Ykm;
分别对每个距离区间内的待检测单元进行等面积划分,且将第q个距离区间内的待检测单元划分为Nq个等面积的扇区,其中,Nq=2q+5;
将每个距离区间内的待检测单元进行等面积划分后所得到的每个扇区均作为一个慢图单元,共得到Num_Slow个慢图单元。
步骤S2中,对该同一仰角上的每个快图单元的回波数据信息分别进行滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数为xF,具体方式如下所示:
雷达扫描的第tF帧中针对第numF个快图单元,计算第numF个快图单元的当前帧即第tF帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000031
numF=1,2,3,…,Num_Fast;tF>xF
Figure BDA0002075617440000032
其中,
Figure BDA0002075617440000033
是指雷达扫描的上一帧即第tF-1帧中针对第numF个快图单元的幅度值门限,即第numF个快图单元的第tF-1帧的幅度值门限;
对第numF个快图单元的第xF帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000034
进行初始化赋值;且快图单元的初始化赋值是根据三坐标有源相控阵雷达在0km~Y1km内探测到目标的幅度值进行统计得到;
Figure BDA0002075617440000035
是指设定的第numF个快图单元的点个数门限;
Figure BDA0002075617440000036
Figure BDA0002075617440000041
是指第numF个快图单元在第tF帧之前的xF帧中幅度值大于0db的回波数据信息累计所占的待检测单元的总个数;
Figure BDA0002075617440000042
分别是指第tF-1、tF-2......tF-xF帧中针对第numF个快图单元上的幅度值大于0db的回波数据信息所占的待检测单元的个数;
kF为设定的快图单元的幅度值门限调整系数。
步骤S2中,对该同一仰角上的每个慢图单元的回波数据信息进行滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数为xS,具体方式如下所示:
雷达扫描的第tS帧中针对第numS个慢图单元,计算第numS个慢图单元的当前帧即第tS帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000043
numS=1,2,3,…,Num_Slow;tS≥xS
Figure BDA0002075617440000044
其中,
Figure BDA0002075617440000045
是指雷达扫描的上一帧即第tS-1帧中针对第numS个慢图单元的幅度值门限,即第numS个慢图单元的第tS-1帧的幅度值门限;
对第numS个慢图单元的第xS帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000046
进行初始化赋值;且慢图单元的初始化赋值是根据三坐标有源相控阵雷达在Y1km~Ykm内探测到目标的幅度值进行统计得到;
Figure BDA0002075617440000047
是指设定的第numS个慢图单元的点个数门限;
Figure BDA0002075617440000048
Figure BDA0002075617440000049
是指第numS个慢图单元在第tS帧之前的xS帧中的幅度值大于0db的回波数据信息累计所占的待检测单元的总个数;
Figure BDA00020756174400000410
分别是指第tS-1、tS-2......tS-xS帧中针对第numS个慢图单元上的幅度值大于0db的回波数据信息所占的待检测单元的个数
kS为设定的慢图单元的幅度值门限调整系数。
步骤S2中,所述滤除处理是对该同一仰角上的当前帧的回波数据信息进行滤除处理,具体方式如下所示:
判断该同一仰角上的各个待检测单元的当前帧的回波数据的幅度值是否大于该待检测单元所位于的图单元的当前帧的幅度值门限,若大于,则保留该待检测单元上的当前帧的回波数据信息;否则,剔除该待检测单元上的当前帧的回波数据信息。
步骤S3中,所述杂波滤除处理是指剔除同一仰角上的孤立点的回波数据信息;
所述孤立点是指:若该同一仰角上的某个待检测单元(i,j)的回波数据的幅度值大于0db,i表示第i个距离库,j表示第j个方位,且与该待检测单元(i,j)相邻的8个待检测单元即(i-1,j)、(i-1,j+1)、(i-1,j-1)、(i+1,j)、(i+1,j+1)、(i+1,j-1)、(i,j-1)、(i,j+1)上的回波数据的幅度值均为0db,则该待检测单元(i,j)即为所述孤立点。
所述三坐标有源相控阵雷达的距离覆盖范围为0km~30km;所述地面监视雷达的距离量化间隔Δy=15m;所述三坐标有源相控阵雷达的方位覆盖范围为0°~360°,且在不同雷达模式下,将方位覆盖范围量化为512或1024个方位,即Ax=512或1024;
对0km~6km内的待检测单元利用等距离法构建若干个快图单元,即Y1=6:
每隔10个距离库作为一个距离区间,即n=10;
Ax=512时,每隔4个方位作为一个方位区间,即m=4;
Ax=1024时,每隔8个方位作为一个方位区间,即m=8;
对于快图单元上的回波数据信息的滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数xF=5~8;
设定的第numF个快图单元的点个数门限
Figure BDA0002075617440000051
对第numF个快图单元的第xF帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000052
的初始化赋值为20db;
设定的快图单元的幅度值门限调整系数kF=0.1db~0.2db。
所述三坐标有源相控阵雷达的距离覆盖范围为0km~30km;所述地面监视雷达的距离量化间隔Δy=15m;所述三坐标有源相控阵雷达的方位覆盖范围为0°~360°,且在不同雷达模式下,将方位覆盖范围量化为512或1024个方位,即Ax=512或1024;
对6km~30km内的待检测单元利用等面积法构建若干个慢图单元,即Y1=6:
以1km作为距离间隔,即r=1;将6km~30km划分为24个距离区间;对此24个距离区间进行编号,编号为q,q=1,2,…,12,且依次对应为6km~7km,4km~8km,......,29km~30km;
对于慢图单元上的回波数据信息的滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数xS≥10;
Ax=512时,设定的第numS个快图单元的点个数门限
Figure BDA0002075617440000061
Ax=1024时,设定的第numS个快图单元的点个数门限
Figure BDA0002075617440000062
对第numS个慢图单元的第xS帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000063
的初始化赋值为20db;
设定的慢图单元的幅度值门限调整系数,kS=0.1db~0.2db。
本发明的优点在于:
(1)本发明针对不同的距离范围,在近距离范围内采用等距离法构建若干个快图单元,在远距离范围内采用等面积法构建若干个慢图单元;本发明考虑到地面监视雷达的检测特性,在近距离范围内检测到的虚假点多,建立快图单元,能够快速降低虚假目标的检测;在远距离范围内建立慢图单元,并通过相对长时间积累,保障了等面积区域里点个数的一致性。
(2)本发明针对不同的图单元分别设置了其对应的点个数门限,在多帧累积计算单个图单元的当前帧的幅度值门限时,不仅考虑了该单个图单元在前一帧的幅度值门限,还综合考虑了该单个图单元在一定帧数范围内的回波数据所占的点数,以计算和调整该单个图单元当前帧的的幅度值门限;本发明设置单个图单元的点个数门限,能够保证单个图单元内的点个数一致,能够防止错误检测,遗漏检测。
(3)本发明的杂波滤除处理,能够保证数据的有效性;对零频道上的地物杂波进行滤除,提高了后续点迹凝聚处理的目标参数的估计精度,同时,对孤立点进行剔除,有效的提高了真实目标检测的性能,有效提高了数据的可靠性。
(4)本发明设置了滑窗累积的帧数,仅对该帧数内的回波数据信息进行累积,而不是对历史所有帧的回波数据信息进行累积,能够节省计算机的存储空间。
附图说明
图1为本发明的用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法的方法流程图。
图2为三坐标有源相控阵雷达在当前帧获取的回波数据信息的部分数据片段。
图3为利用传统方法所得到的目标检测结果示意图。
图4为经本发明的步骤S2处理后所得到的结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明中,所述三坐标有源相控阵雷达方位覆盖范围为0°~X°,仰角覆盖范围为0°~Z°,距离覆盖范围为0km~Ykm;所述三坐标有源相控阵雷达的方位采样间隔为Δx,量化为Ax个方位;仰角采样间隔为Δz,量化为Az个仰角;
所述三坐标有源相控阵雷达扫描一帧,依次获取每个方位、每个仰角的回波数据信息;并对同一方位、同一仰角的回波数据信息在距离上进行量化,距离量化间隔为Δy,在距离上量化为Ay个距离库;
所述回波数据信息包括:该回波数据所在的方位,该回波数据所在的仰角,该回波数据所在的距离库,该回波数据的时间戳,该回波数据的幅度值。
由图1所示,本发明的用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,包括以下步骤:
S1,获取三坐标有源相控阵雷达在当前帧的回波数据信息;
S2,先对三坐标有源相控阵雷达的覆盖范围构建若干个图单元,并对各个图单元上的回波数据信息分别进行滑窗积累处理,计算出各个图单元的当前帧的幅度值门限;再根据各个图单元的当前帧的幅度值门限对当前帧的回波数据信息进行滤除处理;
S3,对经步骤S2处理后的回波数据信息进行杂波滤除处理,且经杂波滤除处理后的回波数据信息即为目标的回波数据信息。
步骤S2中,所述图单元的构建是对同一个仰角上的不同方位和不同距离库进行划分,将该同一仰角上的每个方位所对应的每个距离库均作为待一个检测单元,;对该同一仰角上的在0km~Y1km内的待检测单元利用等距离法构建若干个快图单元;对该同一仰角上的在Y1km~Ykm内的待检测单元利用等面积法构建若干个慢图单元;0<Y1<Y。其中,
对该同一仰角上的在0km~Y1km内的待检测单元利用等距离法构建若干个快图单元,具体方式如下所示:
对第1个距离库至第Y1/Δy个距离库进行划分,每隔n个距离库作为一个距离区间,共划分为Y1/Δy/n个距离区间;
对Ax个方位进行划分,每隔m个方位作为一个方位区间,共划分为Ax/m个频道区间;
将每个距离区间上所对应的每个方位区间均作为一个快图单元,共得到Num_Fast个快图单元,Num_Fast=(Ax/m)×(Y1/Δy/n)。
对该同一仰角上的在Y1km~Ykm内的待检测单元利用等面积法构建若干个慢图单元,具体方式如下所示:
以rkm作为距离间隔,将Y1km~Ykm划分为(Y-Y1)/r个距离区间,0<r<(Y-Y1);对此(Y-Y1)/r个距离区间进行编号,编号为q,q=1,2,…,(Y-Y1)/r,且依次对应为Y1km~(Y1+r)km,(Y1+r)km~(Y1+2r)km,......,(Y-r)km~Ykm;
分别对每个距离区间内的待检测单元进行等面积划分,且将第q个距离区间内的待检测单元划分为Nq个等面积的扇区,其中,Nq=2q+5;
将每个距离区间内的待检测单元进行等面积划分后所得到的每个扇区均作为一个慢图单元,共得到Num_Slow个慢图单元,Num_Slow=[(Y-Y1)/r]2+4(Y-Y1)/r。
步骤S2中,对该同一仰角上的各个图单元上的回波数据信息分别进行滑窗积累处理,以计算该同一仰角上的各个图单元的当前帧的幅度值门限。其中,
对该同一仰角上的每个快图单元上的回波数据信息进行滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数均为xF,上标F表示Fast即针对快图单元;具体方式如下所示:
雷达扫描的第tF帧中针对第numF个快图单元,计算第numF个快图单元的当前帧即第tF帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000091
numF=1,2,3,…,Num_Fast;tF>xF
Figure BDA0002075617440000092
其中,
Figure BDA0002075617440000093
是指雷达扫描的上一帧即第tF-1帧中针对第numF个快图单元的幅度值门限,即第numF个快图单元的第tF-1帧的幅度值门限;
对第numF个快图单元的第xF帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000094
进行初始化赋值;且快图单元的初始化赋值是根据三坐标有源相控阵雷达在0km~Y1km内探测到目标的幅度值进行统计得到;
Figure BDA0002075617440000095
是指设定的第numF个快图单元的点个数门限;
Figure BDA0002075617440000096
Figure BDA0002075617440000097
是指第numF个快图单元在第tF帧之前的xF帧中幅度值大于0db的回波数据信息累计所占的待检测单元的总个数;
Figure BDA0002075617440000098
分别是指第tF-1、tF-2......tF-xF帧中针对第numF个快图单元上的幅度值大于0db的回波数据信息所占的待检测单元的个数;
kF为设定的快图单元的幅度值门限调整系数。
对同一仰角上的每个慢图单元上的回波数据信息进行滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数均为xS,上标S表示Slow即针对慢图单元;具体方式如下所示:
雷达扫描的第tS帧中针对第numS个慢图单元,计算第numS个慢图单元的当前帧即第tS帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000099
numS=1,2,3,…,Num_Slow;tS≥xS
Figure BDA00020756174400000910
其中,
Figure BDA00020756174400000911
是指雷达扫描的上一帧即第tS-1帧中针对第numS个慢图单元的幅度值门限,即第numS个慢图单元的第tS-1帧的幅度值门限;
对第numS个慢图单元的第xS帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000101
进行初始化赋值;且慢图单元的初始化赋值是根据三坐标有源相控阵雷达在Y1km~Ykm内探测到目标的幅度值进行统计得到;
Figure BDA0002075617440000102
是指设定的第numS个慢图单元的点个数门限;
Figure BDA0002075617440000103
Figure BDA0002075617440000104
是指第numS个慢图单元在第tS帧之前的xS帧中的幅度值大于0db的回波数据信息累计所占的待检测单元的总个数;
Figure BDA0002075617440000105
分别是指第tS-1、tS-2......tS-xS帧中针对第numS个慢图单元上的幅度值大于0db的回波数据信息所占的待检测单元的个数;
kS为设定的慢图单元的幅度值门限调整系数。
步骤S2中,所述滤除处理是对该同一仰角上的当前帧的回波数据信息进行滤除处理,具体方式如下所示:
判断该同一仰角上的各个待检测单元的当前帧的回波数据的幅度值是否大于该待检测单元所位于的图单元的当前帧的幅度值门限,若大于,则保留该待检测单元上的当前帧的回波数据信息;否则,剔除该待检测单元上的当前帧的回波数据信息。
步骤S3中,所述杂波滤除处理是指剔除同一仰角上在当前帧的孤立点的回波数据信息;
所述孤立点是指:若该同一仰角上的某个待检测单元(i,j)的回波数据的幅度值大于0db,i表示第i个距离库,j表示第j个方位,且与该待检测单元(i,j)相邻的8个待检测单元即(i-1,j)、(i-1,j+1)、(i-1,j-1)、(i+1,j)、(i+1,j+1)、(i+1,j-1)、(i,j-1)、(i,j+1)上的回波数据的幅度值均为0db,则该待检测单元(i,j)即为所述孤立点。
本实施例中,所述三坐标有源相控阵雷达方位覆盖范围为0°~360°,仰角覆盖范围为0°~30°,距离覆盖范围为0km~30km;所述三坐标有源相控阵雷达将方位覆盖范围量化为512或1024个方位,即Ax=512或1024;仰角覆盖范围量化为8个仰角,Az=8;距离量化间隔为Δy=15m,在距离上量化为2000个距离库。
本实施例中,对同一仰角上的在0km~6km内的待检测单元利用等距离法构建若干个快图单元,即Y1=6;
每隔10个距离库作为一个距离区间,即n=10;
Ax=512时,每隔4个方位作为一个方位区间,即m=4;
Ax=1024时,每隔8个方位作为一个方位区间,即m=8;
对于快图单元上的回波数据信息的滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数xF=5;
设定的第numF个快图单元的点个数门限
Figure BDA0002075617440000111
对第numF个快图单元的第xF帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000112
的初始化赋值为20db;
设定的快图单元的幅度值门限调整系数kF=0.1db~0.2db。
本实施例中,对同一仰角上的在6km~30km内的待检测单元利用等面积法构建若干个慢图单元;
以1km作为距离间隔,即r=1;将6km~30km划分为24个距离区间;对此24个距离区间进行编号,编号为q,q=1,2,…,12,且依次对应为6km~7km,4km~8km,......,29km~30km;
对于慢图单元上的回波数据信息的滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数xS=10;
Ax=512时,设定的第numS个快图单元的点个数门限
Figure BDA0002075617440000113
Ax=1024时,设定的第numS个快图单元的点个数门限
Figure BDA0002075617440000114
对第numS个慢图单元的第xS帧的幅度值门限
Figure BDA0002075617440000115
的初始化赋值为20db;
设定的慢图单元的幅度值门限调整系数,kS=0.1db~0.2db。
图2为从三坐标有源相控阵雷达实时探测的回波数据信息中抽取的部分数据片段,图3为某一仰角上利用传统方法所得到的目标检测结果示意图,图4为该同一仰角上经本发明的步骤S2处理后所得到的结果示意图,对比发现,本发明的对该同一仰角的待检测单元先构建图单元,并对图单元上的回波数据信息进行滑窗积累处理以计算各个图单元的当前帧的幅度值门限,再根据各个图单元的当前帧的幅度值门限对当前帧的回波数据信息进行滤除处理的方式,能够有效的抑制杂波,提高了目标的检测能力;本发明的杂波滤除处理,能够保证数据的有效性。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已,并不用以限制本发明创造,凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,所述三坐标有源相控阵雷达方位覆盖范围为0°~X°,仰角覆盖范围为0°~Z°,距离覆盖范围为0km~Ykm;所述三坐标有源相控阵雷达的方位采样间隔为Δx,量化为Ax个方位;仰角采样间隔为Δz,量化为Az个仰角;
所述三坐标有源相控阵雷达扫描一帧,依次获取每个方位、每个仰角的回波数据信息;并对同一方位、同一仰角的回波数据信息在距离上进行量化,距离量化间隔为Δy,在距离上量化为Ay个距离库;
所述回波数据信息包括:该回波数据的方位,该回波数据的仰角,该回波数据所在的距离库,该回波数据的时间戳,该回波数据的幅度值;
其特征在于,包括以下步骤:
S1,获取三坐标有源相控阵雷达在当前帧的回波数据信息;
S2,先对三坐标有源相控阵雷达的覆盖范围构建若干个图单元,并对各个图单元上的回波数据信息分别进行滑窗积累处理,计算出各个图单元的当前帧的幅度值门限;再根据各个图单元的当前帧的幅度值门限对当前帧的回波数据信息进行滤除处理;
S3,对经步骤S2处理后的回波数据信息进行杂波滤除处理,且经杂波滤除处理后的回波数据信息即为目标的回波数据信息;
步骤S2中,所述图单元的构建是对同一个仰角上的不同方位和不同距离库进行划分,将该同一仰角上的每个方位所对应的每个距离库均作为一个待检测单元,对该同一仰角上的在0km~Y1km内的待检测单元利用等距离法构建若干个快图单元;对该同一仰角上的在Y1km~Ykm内的待检测单元利用等面积法构建若干个慢图单元;0<Y1<Y;
步骤S2中,对该同一仰角上的在0km~Y1km内的待检测单元利用等距离法构建若干个快图单元,具体方式如下所示:
对第1个距离库至第Y1/Δy个距离库进行划分,每隔n个距离库作为一个距离区间,共划分为Y1/Δy/n个距离区间;
对Ax个方位进行划分,每隔m个方位作为一个方位区间,共划分为Ax/m个频道区间;
将每个距离区间所对应的每个方位区间均作为一个快图单元,共得到Num_Fast个快图单元,Num_Fast=(Y1/Δy/n)×(Ax/m);
步骤S2中,对该同一仰角上的每个快图单元的回波数据信息分别进行滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数为xF,具体方式如下所示:
雷达扫描的第tF帧中针对第numF个快图单元,计算第numF个快图单元的当前帧即第tF帧的幅度值门限
Figure FDA0002965335380000021
numF=1,2,3,…,Num_Fast;tF>xF
Figure FDA0002965335380000022
其中,
Figure FDA0002965335380000027
是指雷达扫描的上一帧即第tF-1帧中针对第numF个快图单元的幅度值门限,即第numF个快图单元的第tF-1帧的幅度值门限;
对第numF个快图单元的第xF帧的幅度值门限
Figure FDA0002965335380000023
进行初始化赋值;且快图单元的初始化赋值是根据三坐标有源相控阵雷达在0km~Y1km内探测到目标的幅度值进行统计得到;
Figure FDA0002965335380000028
是指设定的第numF个快图单元的点个数门限;
Figure FDA0002965335380000024
Figure FDA0002965335380000025
是指第numF个快图单元在第tF帧之前的xF帧中幅度值大于0db的回波数据信息累计所占的待检测单元的总个数;
Figure FDA0002965335380000026
分别是指第tF-1、tF-2......tF-xF帧中针对第numF个快图单元上的幅度值大于0db的回波数据信息所占的待检测单元的个数;
kF为设定的快图单元的幅度值门限调整系数。
2.根据权利要求1所述的用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,其特征在于,步骤S2中,对该同一仰角上的在Y1km~Ykm内的待检测单元利用等面积法构建若干个慢图单元,具体方式如下所示:
以rkm作为距离间隔,将Y1km~Ykm划分为(Y-Y1)/r个距离区间;0<r<(Y-Y1);对此(Y-Y1)/r个距离区间进行编号,编号为q,q=1,2,…,(Y-Y1)/r,且依次对应为Y1km~(Y1+r)km,(Y1+r)km~(Y1+2r)km,......,(Y-r)km~Ykm;
分别对每个距离区间内的待检测单元进行等面积划分,且将第q个距离区间内的待检测单元划分为Nq个等面积的扇区,其中,Nq=2q+5;
将每个距离区间内的待检测单元进行等面积划分后所得到的每个扇区均作为一个慢图单元,共得到Num_Slow个慢图单元。
3.根据权利要求2所述的用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,其特征在于,步骤S2中,对该同一仰角上的每个慢图单元的回波数据信息进行滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数为xS,具体方式如下所示:
雷达扫描的第tS帧中针对第numS个慢图单元,计算第numS个慢图单元的当前帧即第tS帧的幅度值门限
Figure FDA0002965335380000031
numS=1,2,3,…,Num_Slow;tS≥xS
Figure FDA0002965335380000032
其中,
Figure FDA0002965335380000033
是指雷达扫描的上一帧即第tS-1帧中针对第numS个慢图单元的幅度值门限,即第numS个慢图单元的第tS-1帧的幅度值门限;
对第numS个慢图单元的第xS帧的幅度值门限
Figure FDA0002965335380000034
进行初始化赋值;且慢图单元的初始化赋值是根据三坐标有源相控阵雷达在Y1km~Ykm内探测到目标的幅度值进行统计得到;
Figure FDA0002965335380000035
是指设定的第numS个慢图单元的点个数门限;
Figure FDA0002965335380000036
Figure FDA0002965335380000037
是指第numS个慢图单元在第tS帧之前的xS帧中的幅度值大于0db的回波数据信息累计所占的待检测单元的总个数;
Figure FDA0002965335380000038
分别是指第tS-1、tS-2......tS-xS帧中针对第numS个慢图单元上的幅度值大于0db的回波数据信息所占的待检测单元的个数;
kS为设定的慢图单元的幅度值门限调整系数。
4.根据权利要求3所述的用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,其特征在于,步骤S2中,所述滤除处理是对该同一仰角上的当前帧的回波数据信息进行滤除处理,具体方式如下所示:
判断该同一仰角上的各个待检测单元的当前帧的回波数据的幅度值是否大于该待检测单元所位于的图单元的当前帧的幅度值门限,若大于,则保留该待检测单元上的当前帧的回波数据信息;否则,剔除该待检测单元上的当前帧的回波数据信息。
5.根据权利要求1所述的用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,其特征在于,步骤S3中,所述杂波滤除处理是指剔除同一仰角上的孤立点的回波数据信息;
所述孤立点是指:若该同一仰角上的某个待检测单元(i,j)的回波数据的幅度值大于0db,i表示第i个距离库,j表示第j个方位,且与该待检测单元(i,j)相邻的8个待检测单元即(i-1,j)、(i-1,j+1)、(i-1,j-1)、(i+1,j)、(i+1,j+1)、(i+1,j-1)、(i,j-1)、(i,j+1)上的回波数据的幅度值均为0db,则该待检测单元(i,j)即为所述孤立点。
6.根据权利要求1所述的用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,其特征在于,
所述三坐标有源相控阵雷达的距离覆盖范围为0km~30km;所述三坐标有源相控阵雷达的距离量化间隔Δy=15m;所述三坐标有源相控阵雷达的方位覆盖范围为0°~360°,且在不同雷达模式下,将方位覆盖范围量化为512或1024个方位,即Ax=512或1024;
对0km~6km内的待检测单元利用等距离法构建若干个快图单元,即Y1=6:
每隔10个距离库作为一个距离区间,即n=10;
Ax=512时,每隔4个方位作为一个方位区间,即m=4;
Ax=1024时,每隔8个方位作为一个方位区间,即m=8;
对于快图单元上的回波数据信息的滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数xF=5~8;
设定的第numF个快图单元的点个数门限
Figure FDA0002965335380000041
对第numF个快图单元的第xF帧的幅度值门限
Figure FDA0002965335380000042
的初始化赋值为20db;
设定的快图单元的幅度值门限调整系数kF=0.1db~0.2db。
7.根据权利要求3所述的用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法,其特征在于,
所述三坐标有源相控阵雷达的距离覆盖范围为0km~30km;所述三坐标有源相控阵雷达的距离量化间隔Δy=15m;所述三坐标有源相控阵雷达的方位覆盖范围为0°~360°,且在不同雷达模式下,将方位覆盖范围量化为512或1024个方位,即Ax=512或1024;
对6km~30km内的待检测单元利用等面积法构建若干个慢图单元,即Y1=6:
以1km作为距离间隔,即r=1;将6km~30km划分为24个距离区间;对此24个距离区间进行编号,编号为q,q=1,2,…,12,且依次对应为6km~7km,4km~8km,......,29km~30km;
对于慢图单元上的回波数据信息的滑窗积累处理,要求滑窗累积的帧数xS≥10;
Ax=512时,设定的第numS个快图单元的点个数门限
Figure FDA0002965335380000051
Ax=1024时,设定的第numS个快图单元的点个数门限
Figure FDA0002965335380000052
对第numS个慢图单元的第xS帧的幅度值门限
Figure FDA0002965335380000053
的初始化赋值为20db;
设定的慢图单元的幅度值门限调整系数,kS=0.1db~0.2db。
CN201910452608.0A 2019-05-28 2019-05-28 用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法 Active CN110221289B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910452608.0A CN110221289B (zh) 2019-05-28 2019-05-28 用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910452608.0A CN110221289B (zh) 2019-05-28 2019-05-28 用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110221289A CN110221289A (zh) 2019-09-10
CN110221289B true CN110221289B (zh) 2021-06-22

Family

ID=67818330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910452608.0A Active CN110221289B (zh) 2019-05-28 2019-05-28 用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110221289B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114415123B (zh) * 2022-04-01 2022-07-19 北京海兰信数据科技股份有限公司 一种基于非相参邻域加权脉冲积累处理方法及系统
CN115144852B (zh) * 2022-08-31 2022-11-15 北京海兰信数据科技股份有限公司 一种增强导航雷达目标回波的方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104267388A (zh) * 2014-09-10 2015-01-07 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种慢速目标杂波图检测方法
CN104678368A (zh) * 2015-02-16 2015-06-03 零八一电子集团有限公司 一维相扫三坐标雷达空域自适应干扰抑制方法
CN106093890A (zh) * 2016-08-26 2016-11-09 零八电子集团有限公司 建立剩余杂波图抑制雷达剩余杂波的方法
CN107561518A (zh) * 2017-07-27 2018-01-09 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 基于二维滑窗局部极值的三坐标雷达点迹凝聚方法
RU2682661C1 (ru) * 2018-06-05 2019-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Способ активной обзорной моноимпульсной радиолокации с инверсным синтезированием апертуры антенны

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104267388A (zh) * 2014-09-10 2015-01-07 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种慢速目标杂波图检测方法
CN104678368A (zh) * 2015-02-16 2015-06-03 零八一电子集团有限公司 一维相扫三坐标雷达空域自适应干扰抑制方法
CN106093890A (zh) * 2016-08-26 2016-11-09 零八电子集团有限公司 建立剩余杂波图抑制雷达剩余杂波的方法
CN107561518A (zh) * 2017-07-27 2018-01-09 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 基于二维滑窗局部极值的三坐标雷达点迹凝聚方法
RU2682661C1 (ru) * 2018-06-05 2019-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") Способ активной обзорной моноимпульсной радиолокации с инверсным синтезированием апертуры антенны

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"多功能低空三坐标雷达信号处理系统的设计与实现";秦轶炜;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20170315;第2.2节,2.6.2.1节,2.6.2.2节,2.6.3节,第2.8节 *
"雷达恒虚警处理设计实现";许金玖等;《电子世界》;20160608;第2.3节,2.5节 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110221289A (zh) 2019-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107861107B (zh) 一种适用于连续波雷达的双门限cfar与点迹凝聚方法
CN110082754B (zh) 基于跟踪反馈的微弱目标自适应检测系统及检测方法
CN108490410B (zh) 一种两坐标雷达对海目标联合检测跟踪方法
CN111123212B (zh) 一种基于复杂杂波背景下的场面监视雷达的信号处理方法
CN110221289B (zh) 用于三坐标有源相控阵雷达的目标检测方法
CN109633633B (zh) 一种基于分段分类增强处理的生命信号增强方法
CN108318865B (zh) 多通道sar欺骗干扰鉴别与自适应抑制方法
CN110609262A (zh) 一种场面监视雷达的三维恒虚警检测方法
CN107942329A (zh) 机动平台单通道sar对海面舰船目标检测方法
CN111157953B (zh) 一种强地杂波下两级门限恒虚警检测算法
CN109102479A (zh) 一种新图像算子的声纳目标增强方法
CN109100697B (zh) 一种基于地面监视雷达系统的目标凝聚方法
CN108983194B (zh) 一种基于地面监视雷达系统的目标提取及凝聚方法
US20110080480A1 (en) Method of Detecting an Object in a Scene Comprising Artifacts
KR101041926B1 (ko) 최소값 선택 추정방식을 이용한 잡음재밍 추정방법
CA2014484C (en) Acoustic detection device
CN111965613B (zh) 一种基于动态规划与分数阶傅里叶变换的弱目标检测方法
CN111812634B (zh) 警戒线目标监测方法、装置和系统
CN105652256B (zh) 一种基于极化信息的高频地波雷达tbd方法
CN113009473A (zh) 一种多波束凝视雷达低仰角目标测高方法、装置及介质
CN108508413B (zh) 一种基于概率统计的低信噪比条件下目标检测方法
CN109212502B (zh) 基于重加权的采样矩阵求逆非均匀检测器的实现方法
CN108008374B (zh) 基于能量中值的海面大型目标检测方法
CN110221285B (zh) 用于地面监视雷达的目标检测方法
CN109061593B (zh) 一种基于地面监视雷达谱数据的目标提取方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant