[发明专利]基于自适应归一化匹配滤波的杂波图单元中值检测方法

说明书

本发明公开了基于自适应归一化匹配滤波的杂波图单元中值检测方法，主要解决现有技术检测性能差的问题，其技术方案是：利用雷达发射机发射脉冲信号，雷达接收机接收回波数据，回波数据的每个分辨单元中的回波序列为Z；对Z利用自适应归一化匹配滤波器计算检验统计量ξ；利用ξ进行单元中值处理得到处理后的数据对进行杂波图更新处理得到扫描估计值利用蒙特卡洛实验估计杂波图门限因子T；计算检验统计量ξ与扫描估计值的比值C,并将比值C与门限因子T比较进行检测，得到检测后的结果。本发明提高了海杂波背景下目标检测的性能，提高了抗异常数据的稳健性，可用于运动或静止相参体制平台下的海面目标检测。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种杂波图单元中值检测方法，可用于运动或静止相参体制平台下的目标检测。

背景技术

海杂波背景下的目标检测技术是雷达应用技术中一个至关重要的研究方向，在军事和民用领域已经得到广泛应用。当雷达在对海模式下工作时，扫描场景复杂并且范围较大，雷达回波中往往包含着各种类型的杂波，包括海杂波、地杂波、岛礁杂波、近海杂波等。地杂波和岛礁杂波回波强度较强，严重影响着海杂波背景下的目标检测，复杂的杂波场景和杂波特性构成了海面目标检测的主要障碍。由于杂波强度受海况等因素的影响，特别的，在近海区域海杂波强度在空域上变换十分剧烈，若采用传统的空域类CFAR处理方法只能采用很少的参考单元，因而虚警率损失很大，而且虚警率不易保持恒定。一般情况下杂波虽然在距离和方位上的变化十分剧烈，但同一距离单元的杂波强度随时间的变化是缓慢的，因而可以采用时域恒虚警处理方法，也就是所谓的杂波图CFAR方法。

文献“Nitzberg R.Clutter map CFAR analysis[J].IEEE Transactions onAerospace and Electronic systems,1986(4):419-421.”首先提出和分析了这种方法，这一处理过程利用了雷达杂波环境时域的相对平稳性。这种方法把雷达空间分成杂波图单元进行工作，它根据检测单元多次扫描值形成检测单元处杂波背景的强度估计。杂波图存储每个方位-距离单元杂波强度的幅值，每个值依靠新的和以前若干次的扫描测量值的迭代来更新，并把它作为当前杂波背景的强度估计。Nitzberg提出的这种方法只利用了分辨单元的时域信息，文献“沈福民，刘峥.杂波图CFAR平面检测技术[J].系统工程与电子技术，1996,18(7)：9-14.”提出了一种适合对海浪杂波进行处理的杂波图单元平均CFAR平面技术，其先对杂波图单元中各个分辨单元幅值进行单元平均后再进行迭代处理。该方法将空域处理和时域处理相结合起来，利用了临近分辨单元的信息，检测性能较Nitzberg所提出的方法有了一定提升，但是，其检测性能仍不是很好，而且当回波数据中有异常点时该方法检测性性能会受到一定影响，其抗异常数据性能差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于自适应归一化匹配滤波的杂波图单元中值检测方法，以提高抗异常数据性能和对目标的检测性能。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案包括：

(1)利用雷达发射机发射脉冲信号，利用雷达接收机接收经过海面散射形成的回波数据，该回波数据是一个包括扫描圈数、脉冲维、距离维和波位维的四维矩阵，每个方位-距离二维平面的最小处理单元称为分辨单元，每个分辨单元中的回波序列为Z：

Z＝[z₁,z₂,...,z_i,...,z_N]，

其中z_i表示第i个回波数据，N表示脉冲数；

(2)对每个分辨单元中的回波序列Z进行自适应归一化匹配滤波处理，得到每个分辨单元中回波序列的检验统计量ξ_n(k)：