CN110780293B - 搜索雷达的快速阵地优化方法及系统 - Google Patents

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    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications

Abstract

本发明公开了搜索雷达的快速阵地优化方法及系统，涉及雷达技术领域。该方法包括：通过搜索雷达对阵地环境进行探测，得到雷达搜索范围内N个搜索周期的回波脉冲信息；根据回波脉冲信息对每个搜索周期内的目标进行检测，将n个连续搜索周期内的目标进行关联，得到m个关联目标；当派遣至少一个预设目标时，使每个预设目标在雷达搜索范围内运动；获取每个预设目标的探测信息，以及环境回波的探测信息，据此调整搜索雷达的参数。本发明适用于搜索雷达的快速阵地优化，能够实现雷达处理参数精准调整，有效区分敏感目标与杂波、噪声和非敏感目标，迅速实现雷达阵地优化，缩短装备展开后调试的时间。

Description

搜索雷达的快速阵地优化方法及系统
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及搜索雷达的快速阵地优化方法及系统。
背景技术
用于目标搜索的雷达需要通过调整雷达处理参数来适应不同的阵地环境，以保证雷达能够稳定而准确地检测出所关心的目标，同时最大程度地避免杂波、噪声和非敏感目标所造成的虚警。
目前，雷达阵地优化通常基于统计的方法或基于经验值进行调整，但当雷达设备转场调动或雷达阵地周围突发环境因素变化时，雷达难以在短时间内快速适应新的阵地环境，从而影响雷达的检测性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种搜索雷达的快速阵地优化方法及系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种搜索雷达的快速阵地优化方法，包括：
通过搜索雷达对阵地环境进行探测，得到所述雷达搜索范围内N个搜索周期的回波脉冲信息，N≥2；
根据所述回波脉冲信息对每个搜索周期内的目标进行检测，将n个连续搜索周期内的目标进行关联，得到m个关联目标，n≤N，m≥1；
当派遣至少一个预设目标时，使每个所述预设目标在所述雷达搜索范围内运动；
获取每个所述预设目标的探测信息，以及环境回波的探测信息；
根据每个所述预设目标的探测信息和所述环境回波的探测信息调整所述搜索雷达的参数。
本发明的有益效果是：本发明提供的快速阵地优化方法，通过雷达开机后短时间内获得的数据，得到阵地环境回波的相关特征，结合派遣出的预设目标的探测信息，能够获取雷达处理参数调整的可靠依据，摆脱经验值和典型参考值的束缚，实现雷达处理参数精准调整，有效区分敏感目标与杂波、噪声和非敏感目标，迅速实现雷达阵地优化，缩短装备展开后调试的时间。
本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
一种搜索雷达的快速阵地优化系统，包括：
探测单元，用于通过搜索雷达对阵地环境进行探测，得到所述雷达搜索范围内N个搜索周期的回波脉冲信息，N≥2；
关联单元，用于根据所述回波脉冲信息对每个搜索周期内的目标进行检测，将n个连续搜索周期内的目标进行关联，得到m个关联目标，n≤N，m≥1；
派遣单元，用于当派遣至少一个预设目标时，使每个所述预设目标在所述雷达搜索范围内运动；
获取单元，用于获取每个所述预设目标的探测信息，以及环境回波的探测信息；
调整单元，用于根据每个所述预设目标的探测信息和所述环境回波的探测信息调整所述搜索雷达的参数。
本发明提供的快速阵地优化系统，通过雷达开机后短时间内获得的数据，得到阵地环境回波的相关特征，结合派遣出的预设目标的探测信息，能够获取雷达处理参数调整的可靠依据，摆脱经验值和典型参考值的束缚，实现雷达处理参数精准调整，有效区分敏感目标与杂波、噪声和非敏感目标，迅速实现雷达阵地优化，缩短装备展开后调试的时间。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明搜索雷达的快速阵地优化方法的实施例提供的流程示意图；
图2为本发明搜索雷达的快速阵地优化系统的实施例提供的结构框架图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明搜索雷达的快速阵地优化方法的实施例提供的流程示意图，该快速阵地优化方法包括：
S1，通过搜索雷达对阵地环境进行探测，得到雷达搜索范围内N个搜索周期的回波脉冲信息，N≥2；
需要说明的是，回波脉冲信息是雷达开机后获取的，可以在数分钟至数十分钟的时间内获取。
应理解，在雷达刚开机的这段时间内，只要没有对雷达的参数进行调整，那么雷达就会采用默认的参数工作。
S2，根据回波脉冲信息对每个搜索周期内的目标进行检测，将n个连续搜索周期内的目标进行关联，得到m个关联目标，n≤N，m≥1；
需要说明的是，每个搜索周期有多帧雷达信号，例如，通常可以把雷达扫描360度作为一个搜索周期，这个周期中可以有几十或上百帧雷达信号，每一帧对应某个小的角度区间，假设在第n个搜索周期中1km、1度的地方有目标被检测出，在第n+1个搜索周期中1.1km、1.2度的地方有目标被检测出，又假设这两次被检测出的目标靠的足够近，那么可以认为这两次目标可以被关联为同一个目标，也即是：这个目标在第n个周期中出现在了1km、1度，经过运动，在第n+1个搜索周期中运动到了1.1km、1.2度。
可以通过恒虚警率检测方法进行检测，得到检测门限T，通过检测门限判断是否为目标，例如，大于检测门限T的可以认为是目标。
应理解，每个搜索周期可能检测出多个目标，那么需要分别对这些目标进行关联，例如，假设第一个搜索周期有3个独立的目标A1、B1、C1，第二个搜索周期也有3个独立的目标A2、B2、C2，那么可以分别将A1与A2关联，B1与B2关联，C1与C2关联，得到3个目标，分别是A、B、C。
S3，当派遣至少一个预设目标时，使每个预设目标在雷达搜索范围内运动；
需要说明的是，预设目标可以为具有准飞资格的飞行器，例如，假设目标是敌方飞机，那么预设目标可以为我方派遣出的无人机。
应理解，为了保证优化的质量，应该使预设目标在尽可能多的搜索范围内运动，同时，派遣尽可能多的预设目标。
S4，获取每个预设目标的探测信息，以及环境回波的探测信息；
需要说明的是，探测信息可以包括：时间、方位角、俯仰角、距离、径向速度、幅度、信噪比、覆盖的距离单元个数、覆盖的多普勒单元个数、零多普勒通道幅度、距离-多普勒单元幅度变化梯度、连续多搜索周期关联情况、连续多搜索周期目标平均速度、连续多搜索周期目标平均加速度等。
其中，连续多搜索周期关联情况指的是每个周期是否关联成功，例如，假设连续扫描了5个周期，得到某个目标的关联结果为11211，那就表明第三个周期关联失败，其他周期关联成功了。
这些探测信息可以通过脉冲多普勒体制雷达获取。
S5，根据每个预设目标的探测信息和环境回波的探测信息调整搜索雷达的参数。
需要说明的是，每个预设目标的探测信息和环境回波的探测信息是雷达处理参数调整的可靠依据，可以通过对比预设目标的探测信息和环境回波的探测信息的区别，调整雷达的对应参数，例如，假设环境回波的强度与所关心的目标回波的强度相差较大，或环境回波的多普勒频率与所关心的目标回波的多普勒频率相差较大，那么可以调整雷达的相关参数，实现快速优化。
本实施例提供的快速阵地优化方法，通过雷达开机后短时间内获得的数据，得到阵地环境回波的相关特征，结合派遣出的预设目标的探测信息，能够获取雷达处理参数调整的可靠依据，摆脱经验值和典型参考值的束缚，实现雷达处理参数精准调整，有效区分敏感目标与杂波、噪声和非敏感目标，迅速实现雷达阵地优化，缩短装备展开后调试的时间。
可选地，在一些实施例中，根据回波脉冲信息对每个搜索周期内的目标进行检测，具体包括：
对回波脉冲信息进行脉冲压缩处理和相干积累处理，得到一次搜索周期内每帧雷达信号的方位、距离和多普勒信息，表示为方位角为θ时的距离-多普勒二维矩阵RDθ；
例如：雷达扫描到了100度这个方位，在100度左右较小的角度范围内，比如99.5度-100.5度，收集到了回波，对回波做脉冲压缩处理和相干积累处理，得到了100度时的距离-多普勒矩阵RDθ，假设这个RDθ矩阵是128*1000的二维矩阵，其中128表示多普勒单元，1000表示距离单元，又假设每个多普勒单元对应1m/s的速度，每个距离单元对应10m，那么处于第10个多普勒单元、第100个距离单元内的目标相对雷达就具有约10m/s的速度和约1000m的距离。
通过恒虚警率检测方法对每帧雷达信号的距离-多普勒二维矩阵RDθ中的目标进行检测，得到每个搜索周期内的目标。
具体地，通过恒虚警率检测方法检测出每帧雷达信号距离-多普勒二维矩阵RDθ中的目标，提取其信息，比如时间、方位角、俯仰角、距离、径向速度、幅度、信噪比、覆盖的距离单元个数、覆盖的多普勒单元个数、零多普勒通道幅度、距离-多普勒单元幅度变化梯度等，同时输出检测门限Ti0，其中下标i表示第i帧，然后根据检测门限Ti0判断是否为目标。
可选地，在一些实施例中，将n个连续搜索周期内的目标进行关联，具体包括：
通过最近邻域法对n个连续搜索周期内的目标进行关联。
关联成功后，还可以计算出成功关联的目标在连续多次搜索间的运动状态平均变化量，比如平均速度、平均加速度等。
可选地，在一些实施例中，根据每个预设目标的探测信息和环境回波的探测信息调整雷达的参数，具体包括：
分别将每个预设目标的探测信息和环境回波的探测信息进行对比，确定差值大于预设阈值的差异项；
对全部预设目标和环境回波的差异项进行加权取平均，根据得到的差异项的平均值调整搜索雷达的参数。
应理解，探测信息可以为平均值。
其中，预设阈值可以根据实际需求设置，例如，经过比对分析，发现方位角差和径向速度异较大，大于预设阈值，那么可以将方位角和径向速度作为差异项。
以方位角为例，假设方位角用C来表示，假设预设目标仅为一个，那么统计环境回波的方位角的平均值为C1，统计合作目标回波的方位角的平均值为C2，将雷达处理参数C0调整为两者特征的统计平均值的加权平均值即可，即C0＝αC1+βC2，其中α和β为权重因子，可根据需调整权重因子，使得雷达处理处理参数C0适当偏向于前者特征的统计平均值或后者特征的统计平均值，具体视情而定。
可选地，在一些实施例中，还包括：
当未派遣预设目标时，获取环境回波的探测信息，根据环境回波的探测信息调整搜索雷达的参数。
例如，可以将雷达处理参数C0调整到环境回波特征的统计平均值C1附近的某个值。
可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部可选实施方式。
如图2所示，为本发明搜索雷达的快速阵地优化系统的实施例提供的结构框架图，该快速阵地优化系统包括：
探测单元1，用于通过搜索雷达对阵地环境进行探测，得到雷达搜索范围内N个搜索周期的回波脉冲信息，N≥2；
关联单元2，用于根据回波脉冲信息对每个搜索周期内的目标进行检测，将n个连续搜索周期内的目标进行关联，得到m个关联目标，n≤N，m≥1；
派遣单元，用于当派遣至少一个预设目标时，使每个预设目标在雷达搜索范围内运动；
获取单元3，用于获取每个预设目标的探测信息，以及环境回波的探测信息；
调整单元4，用于根据每个预设目标的探测信息和环境回波的探测信息调整搜索雷达的参数。
本实施例提供的快速阵地优化系统，通过雷达开机后短时间内获得的数据，得到阵地环境回波的相关特征，结合派遣出的预设目标的探测信息，能够获取雷达处理参数调整的可靠依据，摆脱经验值和典型参考值的束缚，实现雷达处理参数精准调整，有效区分敏感目标与杂波、噪声和非敏感目标，迅速实现雷达阵地优化，缩短装备展开后调试的时间。
可选地，在一些实施例中，关联单元具体用于对回波脉冲信息进行脉冲压缩处理和相干积累处理，得到一次搜索周期内每帧雷达信号的方位、距离和多普勒信息，表示为方位角为θ时的距离-多普勒二维矩阵RDθ；通过恒虚警率检测方法对每帧雷达信号的距离-多普勒二维矩阵RDθ中的目标进行检测，得到每个搜索周期内的目标。
可选地，在一些实施例中，关联单元具体用于通过最近邻域法对n个连续搜索周期内的目标进行关联。
可选地，在一些实施例中，调整单元具体用于分别将每个预设目标的探测信息和环境回波的探测信息进行对比，确定差值大于预设阈值的差异项；对全部预设目标和环境回波的差异项进行加权取平均，根据得到的差异项的平均值调整搜索雷达的参数。
可选地，在一些实施例中，派遣单元还用于当未派遣预设目标时，获取环境回波的探测信息，根据环境回波的探测信息调整搜索雷达的参数。
可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部可选实施方式。
需要说明的是，上述各实施例是与在先方法实施例对应的产品实施例，对于产品实施例中各可选实施方式的说明可以参考上述各方法实施例中的对应说明，在此不再赘述。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可以结合或者可以集成到另一个步骤，或一些特征可以忽略，或不执行。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种搜索雷达的快速阵地优化方法，其特征在于，包括：
通过搜索雷达对阵地环境进行探测，得到所述雷达搜索范围内N个搜索周期的回波脉冲信息，N≥2；
根据所述回波脉冲信息对每个搜索周期内的目标进行检测，将n个连续搜索周期内的目标进行关联，得到m个关联目标，n≤N，m≥1；
当派遣至少一个预设目标时，使每个所述预设目标在所述雷达搜索范围内运动；
获取每个所述预设目标的探测信息，以及环境回波的探测信息；
根据每个所述预设目标的探测信息和所述环境回波的探测信息调整所述搜索雷达的参数；
其中，根据每个所述预设目标的探测信息和所述环境回波的探测信息调整所述雷达的参数，具体包括：
分别将每个所述预设目标的探测信息和所述环境回波的探测信息进行对比，确定差值大于预设阈值的差异项；
对全部所述预设目标和所述环境回波的差异项进行加权取平均，根据得到的所述差异项的平均值调整所述搜索雷达的参数。
2.根据权利要求1所述的搜索雷达的快速阵地优化方法，其特征在于，根据所述回波脉冲信息对每个搜索周期内的目标进行检测，具体包括：
对所述回波脉冲信息进行脉冲压缩处理和相干积累处理，得到一次搜索周期内每帧雷达信号的方位、距离和多普勒信息，表示为方位角为θ时的距离-多普勒二维矩阵RDθ；
通过恒虚警率检测方法对每帧雷达信号的所述距离-多普勒二维矩阵RDθ中的目标进行检测，得到每个搜索周期内的目标。
3.根据权利要求1所述的搜索雷达的快速阵地优化方法，其特征在于，将n个连续搜索周期内的目标进行关联，具体包括：
通过最近邻域法对n个连续搜索周期内的目标进行关联。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的搜索雷达的快速阵地优化方法，其特征在于，还包括：
当未派遣预设目标时，获取环境回波的探测信息，根据所述环境回波的探测信息调整所述搜索雷达的参数。
5.一种搜索雷达的快速阵地优化系统，其特征在于，包括：
探测单元，用于通过搜索雷达对阵地环境进行探测，得到所述雷达搜索范围内N个搜索周期的回波脉冲信息，N≥2；
关联单元，用于根据所述回波脉冲信息对每个搜索周期内的目标进行检测，将n个连续搜索周期内的目标进行关联，得到m个关联目标，n≤N，m≥1；
派遣单元，用于当派遣至少一个预设目标时，使每个所述预设目标在所述雷达搜索范围内运动；
获取单元，用于获取每个所述预设目标的探测信息，以及环境回波的探测信息；
调整单元，用于根据每个所述预设目标的探测信息和所述环境回波的探测信息调整所述搜索雷达的参数；
其中，所述调整单元具体用于分别将每个所述预设目标的探测信息和所述环境回波的探测信息进行对比，确定差值大于预设阈值的差异项；对全部所述预设目标和所述环境回波的差异项进行加权取平均，根据得到的所述差异项的平均值调整所述搜索雷达的参数。
6.根据权利要求5所述的搜索雷达的快速阵地优化系统，其特征在于，所述关联单元具体用于对所述回波脉冲信息进行脉冲压缩处理和相干积累处理，得到一次搜索周期内每帧雷达信号的方位、距离和多普勒信息，表示为方位角为θ时的距离-多普勒二维矩阵RDθ；通过恒虚警率检测方法对每帧雷达信号的所述距离-多普勒二维矩阵RDθ中的目标进行检测，得到每个搜索周期内的目标。
7.根据权利要求5所述的搜索雷达的快速阵地优化系统，其特征在于，所述关联单元具体用于通过最近邻域法对n个连续搜索周期内的目标进行关联。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的搜索雷达的快速阵地优化系统，其特征在于，所述派遣单元还用于当未派遣预设目标时，获取环境回波的探测信息，根据所述环境回波的探测信息调整所述搜索雷达的参数。
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