[发明专利]一种相控阵搜索雷达海面目标检测方法

说明书

本发明公开了一种相控阵搜索雷达海面目标检测方法，属于目标检测技术领域。该方法通过距离‑速度二维杂波区划分，分别针对杂波背景和噪声背景下的恒虚警检测方法进行设计，同时在扫描间采用二进制积累消除海尖峰的影响，降低虚警概率的同时提高强杂波下的微弱目标检测性能。本发明利用相控阵雷达中海杂波空、时、频分布特点，解决了对海雷达中海杂波抑制和小目标检测难以兼顾的问题。相比于传统基于单一背景的检测算法，本发明在杂波区和非杂波区均能够实现目标的最优检测，提高复杂环境下相控阵搜索雷达的对海侦察监视能力。

技术领域

本发明涉及目标检测技术领域，特别是指一种相控阵搜索雷达海面目标检测方法。

背景技术

目前，相控阵搜索雷达对海面目标的检测主要采用基于噪声背景的传统恒虚警率(Constant False-Alarm Rate，CFAR)或者基于杂波背景的双参数恒虚警率检测方法。这样做的前提是假设目标检测的背景是瑞利分布的接收机噪声，或者是复合高斯分布(如对数正态分布或K分布)的海杂波。然而，在实际的雷达接收机中，杂波在距离-速度二维平面并不总是幅度占优的，只是在近距离和低速区，杂波强度很大。由于海杂波的幅度分布拖尾明显，严重偏离瑞利分布，如果在杂波区采用传统CFAR算法，会造成杂波虚警的明显增加。而在噪声区采用双参数CFAR检测方法，由于形状参数估计的误差较大，可能引起检测门限抬高，降低远距离目标的检测性能。因此，有必要根据杂波的分布情况，分区域选择合适的目标检测算法，降低杂波虚警的同时，提高目标检测能力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种相控阵搜索雷达海面目标检测方法，该方法基于杂波区域划分和扫描间二进制积累进行目标检测，在降低虚警概率的同时可提高强杂波下的微弱目标检测性能。

本发明的目的是这样实现的：

一种相控阵搜索雷达海面目标检测方法，包括如下步骤：

步骤1：对相控阵搜索雷达相参积累形成的距离-多普勒矩阵求取幅度信息，得到距离-多普勒图像；

步骤2：通过平台的惯导设备或GPS设备测量出平台的运动速度v，然后，根据天线伺服给出的角度信息实时计算波束指向和平台运动方向的夹角θ，并计算静止目标对应的多普勒频率f_d0：

其中，λ为雷达工作波长；

步骤3：将距离-多普勒图像的多普勒中心移至f_d0处，得到运动补偿后的距离-多普勒图像X；

步骤4：对步骤3得到的距离-多普勒图像X，沿距离方向进行差分，求出平均差分绝对值最大的距离点R₁；

步骤5：对步骤3得到的距离-多普勒图像X，沿多普勒方向进行差分，求出平均差分值最大的多普勒点f_d1和平均差分值最小的多普勒点f_d2；

步骤6：将步骤3得到的距离-多普勒图像X中距离小于R₁，且多普勒频率在f_d1和f_d2之间的区域划分为杂波区，距离-多普勒图像X中的其他区域划分为非杂波区；

步骤7：在步骤6划分的杂波区内，采用基于K分布的双参数恒虚警检测算法进行目标检测；在步骤6划分的非杂波区内，采用常规的单元平均恒虚警检测算法进行目标检测；

步骤8：步骤7检测完成之后，生成距离-多普勒二值图像；

步骤9：将步骤8生成的距离-多普勒二值图像压缩为距离维二值序列，将多次扫描的距离维检测结果进行二进制积累，如果在多次扫描中同一位置目标出现的次数大于阈值，则判定目标存在，否则，判定目标不存在。

进一步的，所述步骤7中，杂波区内目标检测的具体方式为：