[发明专利]高分辨雷达非均匀杂波场景微小目标恒虚警检测方法

说明书

本发明公开了一种高分辨雷达非均匀杂波场景微小目标恒虚警检测方法。本发明利用杂波边缘区域杂波回波功率方差波动较大的特点，获得包含杂波边缘分界线的二维检测滑窗；然后利用最大似然恒虚警检测算法获得二维检测滑窗中杂波边缘分界线的具体位置，进而有效地估计出目标单元的真实背景杂波功率，从而实现杂波边缘区域的微小目标检测，能有效改善杂波边缘附近的微小目标检测概率，扩展场面微小目标检测毫米波雷达的适用范围。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种高分辨雷达非均匀杂波场景微小目标恒虚警检测方法。

背景技术

场面微小目标检测主要是对场面进行连续扫描探测，实时发现未知的目标，以便及时告警并得到相应处理。其典型应用之一是对机场跑道异物的实时监测与告警。FOD(Foreign Object Debris，机场跑道异物)，泛指可能损伤航空器或系统的某种外来的物质。FOD的种类相当多，如飞机和发动机连接件(螺帽、螺钉、垫圈、保险丝等)、机械工具、飞行物品(钉子、私人证件、钢笔、铅笔等)、野生动物、树叶、石头和沙子、道面材料、木块、塑料或聚乙烯材料、纸制品、运行区的冰碴等等。目标尺寸可能小至厘米量级，其雷达回波信号微弱，对于这类微小目标，可以采用高分辨率雷达(如毫米波雷达)进行恒虚警检测，但是，当微小目标处在场面检测区域与周围杂波区域的边界附近时，如图1所示，恒虚警检测过程中参考单元会受到杂波区域的较强杂波的影响，采用传统的雷达恒虚警检测算法将引起较大程度的漏检，严重影响系统的工作性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高分辨雷达非均匀杂波场景微小目标恒虚警检测方法，能够有效改善杂波边缘附近的微小目标检测概率，扩展场面微小目标检测毫米波雷达的适用范围。

本发明的高分辨雷达非均匀杂波场景微小目标恒虚警检测方法，包括如下步骤：

步骤1，对雷达目标区域进行二维滑窗探测，计算二维探测滑窗中的杂波回波功率方差，若杂波回波功率方差小于设定的门限值Kv，则直接对该探测滑窗进行恒虚警检测；若杂波回波功率方差大于或等于门限值Kv，则认为该探测滑窗中包含杂波边缘分界线，执行步骤2；

步骤2，针对包含有杂波边缘分界线的二维检测滑窗，按行进行最大似然恒虚警检测，获得该行的杂波边缘分界单元的位置，从而获得该二维检测滑窗中的杂波边缘分界线；通过比较二维检测滑窗中杂波边缘分界单元左右两侧单个单元的功率均值大小，将二维检测滑窗分为高杂波功率区域和低杂波功率区域两个子区域；

步骤3，针对二维检测滑窗中的低杂波功率子区域，对该子区域内的所有杂波回波功率按照大小顺序排列，计算该子区域杂波回波功率方差，若方差小于门限值Kv，对该子区域进行恒虚警检测；若方差大于或等于门限值Kv，则剔除该子区域内最大杂波回波功率值所在单元，更新该子区域，计算更新后子区域杂波回波功率方差，并做门限值判断，若新计算的方差仍大于或等于门限值Kv，则重复上述剔除过程，直到更新后子区域杂波回波功率方差小于门限值Kv，执行恒虚警检测，或者剔除次数大于N/2，执行步骤4；其中N为二维检测滑窗的单元总数目；

步骤4，恢复滑窗内的所有数据，返回步骤3，计算子区域内的杂波回波功率均值，利用均值进行剔除。

进一步的，在执行步骤1之前，先计算雷达目标区域的杂波强度，将目标区域分为检测区域和杂波区域，其中杂波区域和检测区域的交界区域即为杂波分界线所在区域，对杂波边界线所在区域执行步骤1的二维滑窗探测。

进一步的，所述步骤3中，采用同样的方法对二维检测滑窗中的高杂波功率子区域进行恒虚警检测，但在对子区域进行更新时，剔除子区域最小杂波回波功率值所在单元。

有益效果：