[发明专利]一种场面监视雷达信号处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种场面监视雷达信号处理系统，包括：预处理模块对原始模拟雷达视频信号进行处理得到处理后的信号；成像与矫正模块对处理后的信号进行脉冲‑脉冲扫描积累与相关，得到成像矫正后的信号；2‑D杂波图更新模块受到点迹凝聚的负反馈，并在待测像素一定半径范围内设置保护间隔，采集保护间隔外若干距离、方位单元像素值组成集合，并将集合中最大项作为该待测像素杂波值；目标检测模块从视频信号检测出全部点迹；点迹凝聚模块采用密度噪声应用空间聚类分辨簇状目标和噪声，点迹凝聚反馈输出2‑D杂波图更新模块；航迹管理模块根据点迹进行航迹起始、追踪与释放的管理。该系统协助机场地情人员管控机场跑道，防止可能的碰撞或入侵。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种场面监视雷达信号处理系统及方法。

背景技术

机场场面监视雷达是民用空管的核心组成部门，主要用于机场场面的静动目标检测，实时的掌控机场场面交通运行情况。该雷达协助机场地情人员管控机场跑道，防止可能的碰撞或入侵。在整个场监雷达系统中，信号处理技术是场监雷达核心组成部分。

发明专利公告为CN106597411B，发明名称为雷达信号处理方法，公开了从雷达头接收到数据后，第一步进行静态杂波识别，第二步进行一维恒虚警检测(CFAR滤波)，最后进行峰值检测输出目标。该技术有巨大缺陷，首先不能够识别静态目标且没有考虑动态杂波图对系统造成的影响。

发明专利公告号为CN103472441B，发明名称为杂波图的雷达数据处理方法，此发明公开了杂波图雷达的信号处理方法，包括以下步骤：步骤1雷达终端训练以建立杂波图，步骤2更新杂波图，步骤3统计目标，并根据输出杂波图判定杂波图是否更新。该方案主要有以下缺点：1.该方案直接从杂波图输出凝结杂波图，此时噪声也处于凝结状态，导致后续虚假目标增多；2.该方案直接从第二帧杂波图更新就开始凝结杂波图，此时杂波图还未收敛，而机场环境极为复杂，此时凝结并不能达到凝结效果。

申请号为201911263498.X的发明专利申请，名称为基于复杂杂波背景下的场面监视雷达的信号处理方法，公开了将回波数据传统到图像检测通道与MTD通道；MTD通道进行AMTD滤波；图像检测通道负责更新背景图像。然后一起建立精细化杂波图进行恒虚警检测。该方案利用MTD技术并不能有效检测静态目标，当发生雨雪干扰时图像检测背景图片并不能有效实施。

传统场监雷达信号处理方案中并未对整体流程明确界定，并伴随有以下缺陷：

雷达视频信号无补偿：雷达采集原始信号常发生失帧现象，若无补偿，则会直接影响杂波图更新模块输出结果，导致小目标丢失、失帧处计算杂波值小于真实杂波值等诸多问题，进而导致假目标增多。

环境噪声无特殊处理：机场噪声往往服从高斯、韦伯或拉普拉斯分布，该类噪声最大的特点是非连续性。而传统的处理技术并未考虑该类噪声，所以在后续处理后，呈现出若干虚假目标。

雨雪杂波干扰：传统方案对机场雨雪杂波未有专门的处理模块，雨雪杂波属于强环境杂波。电磁波受到雨雪干扰会发生畸变，进而对目标检测产生遮蔽效应。因此，急需一种在滤除雨雪杂波时，又能对场景进行反演的信号处理方案。

近程雷达强杂波干扰：近程雷达回波强度高并多变，常被误判为一个“固定”的目标点，传统方案中针对该类杂波并未作处理。

杂波图输出值小于真实杂波值：传统的杂波图计算中，往往取距离平均或极值作为杂波值。而机场场面属于二维平面，若只进行距离维分析，则杂波图输出往往小于真实值。并且传统杂波图计算并未加入保护间隔，这可能将连续大型目标误认为是杂波，导致检测出的目标幅度降低。

静态目标丢失：传统方案经过杂波图后仅能够识别出移动目标，但丧失了对静态、慢速目标的探测能力，在传统方案中静态、慢速目标被误当作杂波进行滤除。