[发明专利]一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法

说明书

本发明公开了一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法，接收当前扫描周期下的回波数据，对回波数据进行脉冲压缩处理，并将脉冲压缩后的信号进行按脉冲建立背景图，经过多帧的背景图积累，等平均背景图稳定后，接收的回波数据经脉冲压缩后就与背景图进行差分处理，消除机身固定回波的能量，然后将差分图像与给定阈值作比较，输出二值化图像，最后将每帧所产生的二值化图像非相干积累后，通过EDlines算法的检测，实现对直升机悬停的有效探测，其中，通过背景图进行图像检测，有效的提高了运动目标和低速目标的检测能力和检测精度。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法。

背景技术

在现代战争中，慢速或悬停的低空武装直升机的探测，对雷达提出了新的挑战。由于直升机飞行高度低、速度慢甚至可以悬停飞行，常规雷达采用的动目标检测(MTD)或动目标显示(MTI)技术对其探测时会将其作为固定目标滤除，难以实现有效探测。

要对直升机进行探测就要探讨其自身的雷达回波特点，直升机都具有长而大的旋翼，旋翼一般由几片叶片组成，通常在水平面内旋转并有较高的转速。因此，产生的雷达回波具有较强的幅度和多普勒调制，在时域上呈现为准周期性的峰包，在频域上具有宽的多普勒频谱。利用直升机雷达回波的这一特性,可在抑制多普勒接近于零的地杂波后，利用直升机旋翼的回波特性，采用合适的方法实现对慢速或悬停直升机的探测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法，是利用目标的精细运动和几何结构对电磁散射的综合调制特征，以及主旋翼回波的闪烁脉冲特性，通过时域相关检测法、图像处理和EDlines算法检测，完成对悬停直升机的检测和分类。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于空管雷达的直升机悬停检测方法，包括以下步骤:

S1：对雷达接收的当前扫描周期下的原始脉冲I、Q信号进行脉冲压缩处理，得到正交的脉冲I、Q数据；

S2：对脉冲压缩处理后的数据按脉冲数据建立精细化的背景图建模；

S3：利用当前帧的脉压回波数据与背景图的差分运算检测出运动目标的背景差分；

S4：将当前周期与背景图做差分得到差分图像，并将绝对差值与给定的阈值作差值处理，得到二值化图像；

S5：对多次扫描周期内检测结果所产生的二值化图像进行非相干积累，以帧为单位排成一列，即主旋翼回波的检测处于一条直线上，通过EDlines算法，该直线映射成一个点，实现对直升机悬停时的目标检测。

作为本发明进一步的方案：S1中对原始脉冲I、Q信号进行脉冲压缩处理是将每组回波脉冲信号进行脉冲压缩，形成M组脉压信号，得到M组正交的脉冲I、Q数据，脉冲压缩的公式为：

s_r(t)＝s(t)*h(t)

式中，s_r(t)为脉压后输出的信号，s(t)为雷达的回波信号，h(t)为匹配滤波器的冲激响应。

作为本发明进一步的方案：由发射的线性调频信号确定，且为发射信号的共轭镜h(t)像函数。

作为本发明进一步的方案：S2中背景图建模是基于雷达的整个探测范围内，将方位按照脉冲的数量划分为N个等份，距离上按照分辨单元划分为L个等份，即将雷达的整个探测范围划分为N×L个方位距离单元，相对应的，精细化的背景图包含了N×L个图像单元；

首先以雷达的前n帧的回波数据建立平均背景图建模，即在平均背景图建模上各个图单元(x,y)坐标处均有其相对应的幅度值，其计算公式为：