CN110596651B - 一种雷达检测的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种雷达检测的方法，雷达发射线性调频信号，线性调频信号经目标反射后，天线接收得到回波信号。当接收信号回波数达到驻留脉冲数N时，对N次回波信号做匹配滤波及二维逆傅里叶变换得到二维时域信号，对二维时域信号进行平方得到平方滤波信号；对平方滤波信号做CFAR检测，计算出背景噪声平均功率，最后将背景噪声平均功率与平方滤波信号进行比对，即可检测出目标信号。本发明选取处十字窗、保护单元、检测单元外的四个区域作为参考单元，从而更精确的计算出每个待检测单元的背景噪声平均功率，从而提高目标检测的准确率。

Description

一种雷达检测的方法
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，具体涉及一种雷达检测的方法。
背景技术
在雷达对目标测距和测速之前，必须检测是否有目标存在，对目标进行检测是目标定位的重要组成部分。
传统的一维CFAR(CFAR，Constant False Alarm Rate)检测是利用前沿和后沿参考单元中的参考采样的均值形成前沿后后沿局部估计，然后对两个局部估计进行平均或选大或选小或者加权平均，以确定检测单元的背景杂波平均功率水平估计。二维CFAR则是在一维CFAR的基础上，增加了对速度维的检测，由此就构成了十字窗CFAR检测，将待检测单元与估计出的背景噪声功率做比较，就可以确认是否有检测到目标。
传统的二维CFAR十字窗检测主要存在两个缺点：一是用十字窗维参考单元，只是用了较少参考单元来估计背景噪声平均功率，这样就造成估计的背景杂波功率不准确；二是当出现多目标且目标相互之间靠的很近，由于采用十字窗检测，可能会出现幅值较大的旁瓣遮掩幅度较小的目标值，导致小目标可能检测不到，由此导致目标出现漏检现象。
有鉴于此，本发明针对雷达检测领域存在的诸多问题而深入构思，进而开发出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雷达检测的方法，其能够精确计算出待检测单元的背景噪声平均功率，提高目标检测的准确率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种雷达检测的方法，其包括以下步骤：
步骤1、雷达发射线性调频信号s(t),该信号经过目标反射后，天线接收到回波信号，得到回波信号为r(t)；
步骤2、当天线接收到的回波数目等于驻留脉冲数N时，将发送的线性调频信号s(t)作为参考信号，对每一次天线接收到的回波信号r(t)做匹配滤波，得到每一次的匹配滤波频域信号Rm(f)＝R(f)*S(f)，其中R(f)和S(f)分别为r(t)和s(t)的傅里叶变换，并记二维频域离散信号RN,K(n,k)为N个回波信号的匹配滤波结果；
步骤3、对二维频域离散信号RN,K(n,k)做二维逆傅里叶变换得到二维时域信号rN,K(n,k)，对其平方后得到平方滤波信号
Figure BDA0002193876680000021
步骤4、采用十字窗对平方滤波信号
Figure BDA0002193876680000022
进行处理，从而形成待检测单元、保护单元，同时将除去十字窗、检测单元、保护单元之外的四个区域作为背景参考单元，从左上角顺时针记各个区域求和值分别为sum1、sum2、sum3、sum4，选取其中排序为第二和第三相加并乘上检测因子，由此计算出背景噪声平均功率
Figure BDA0002193876680000023
步骤5、对步骤3和步骤4中产生的平方律波信号
Figure BDA0002193876680000031
和背景噪声平均功率
Figure BDA0002193876680000032
每一个点相应做比较，若前者大于后者，则说明有目标存在，反之则否。
采用上述方案后，本发明采用对N个脉冲的回波信号分别进行匹配滤波处理，以降低噪声对信号的影响，提高信噪比。同时，本发明选取处十字窗、保护单元、检测单元外的四个区域作为参考单元，从而更精确的计算出每个待检测单元的背景噪声平均功率，从而提高目标检测的准确率。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的二维CFAR检测示意图；
图3为本发明具体实施例的目标检测结果图。
具体实施方式
如图1所示，本发明揭示了一种雷达检测的方法，其具体如下：
步骤1、雷达发射线性调频信号s(t),该信号经过目标反射后，天线接收到回波信号，得到回波信号为r(t)。
步骤2、当天线接收到的回波数目等于驻留脉冲数N时，将发送的线性调频信号s(t)作为参考信号，对每一次天线接收到的回波信号r(t)做匹配滤波，得到每一次的匹配滤波频域信号Rm(f)＝R(f)*S(f)，其中R(f)和S(f)分别为r(t)和s(t)的傅里叶变换，并记二维频域离散信号RN,K(n,k)为N个回波信号的匹配滤波结果。
步骤3、对二维频域离散信号RN,K(n,k)做二维逆傅里叶变换得到二维时域信号rN,K(n,k)，对其平方后得到平方滤波信号
Figure BDA0002193876680000041
步骤4、对得到的平方滤波信号
Figure BDA0002193876680000042
利用本发明的二维CFAR检测方法，如图2，采用十字窗对平方滤波信号
Figure BDA0002193876680000043
进行处理，从而形成待检测单元、保护单元，同时将除去十字窗、检测单元、保护单元之外的四个区域作为背景参考单元，从左上角顺时针记各个区域求和值分别为sum1、sum2、sum3、sum4，选取其中排序为第二和第三相加并乘上检测因子，由此计算出背景噪声平均功率
Figure BDA0002193876680000044
其中，检测因子定义为：
Figure BDA0002193876680000045
其中pfa为虚警概率，n为参考单元个数；依次计算出每个单元背景噪声的平均功率。
步骤5、对步骤3和步骤4中产生的平方律波信号
Figure BDA0002193876680000046
和背景噪声平均功率
Figure BDA0002193876680000047
做比较，若前者大于后者，则说明有目标存在，反之则否。
为详尽本发明的技术方案，以下将列举一实施例说明。
假设存在3个目标，其在空间中的三维位置分别为:r1＝[1400,1000,500]，r2＝[1280,880,494]，r3＝[1160,760,488]，单位m；三维速度分别为:v1＝[-1000,-1000,-1500]，v2＝[-1060,-1060,-1560]，v2＝[-1120,-1120,-1620]，单位m/s；目标三维加速度分别为：a1＝[0,0,0]，a2＝[-6,-6,-6]，a3＝[-12,-12,-12]，单位m/s2；雷达载频为10GHz,脉冲宽度4us，采样频率320MHz，驻留脉冲数N＝200。
采用上述检测方法对3个目标进行检测，得到的检测结果如图3所示。
本发明的关键在于，本发明采用对N个脉冲的回波信号分别进行匹配滤波处理，以降低噪声对信号的影响，提高信噪比。检测采用本发明的CFAR二维检测，即本发明选取处十字窗、保护单元、检测单元外的四个区域作为参考单元，充分的利用背景噪声参考单元，从而更精确的计算出每个待检测单元的背景噪声平均功率，从而提高目标检测的准确率。
以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种雷达检测的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1、雷达发射线性调频信号s(t),该信号经过目标反射后，天线接收到回波信号，得到回波信号为r(t)；
步骤2、当天线接收到的回波数目等于驻留脉冲数N时，将发送的线性调频信号s(t)作为参考信号，对每一次天线接收到的回波信号r(t)做匹配滤波，得到每一次的匹配滤波频域信号Rm(f)＝R(f)*S(f)，其中R(f)和S(f)分别为r(t)和s(t)的傅里叶变换，并记二维频域离散信号RN,K(n,k)为N个回波信号的匹配滤波结果；
步骤3、对二维频域离散信号RN,K(n,k)做二维逆傅里叶变换得到二维时域信号rN,K(n,k)，对其平方后得到平方滤波信号
Figure FDA0003024506750000011
步骤4、采用十字窗对平方滤波信号
Figure FDA0003024506750000012
进行处理，从而形成待检测单元、保护单元，同时将除去十字窗、检测单元、保护单元之外的四个区域作为背景参考单元，从左上角顺时针记各个区域求和值分别为sum1、sum2、sum3、sum4，选取其中排序为第二和第三相加并乘上检测因子，由此计算出背景噪声平均功率
Figure FDA0003024506750000013
步骤5、对步骤3和步骤4中产生的平方滤波信号
Figure FDA0003024506750000014
和背景噪声平均功率
Figure FDA0003024506750000015
每一个点相应做比较，若前者大于后者，则说明有目标存在，反之则否。
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