[发明专利]一种基于圈间异常单元识别的改进CFAR检测方法

说明书

本发明涉及一种基于圈间异常单元识别的改进CFAR检测方法，包括如下步骤：1）雷达信号处理与检测；2）异常单元识别；3）异常单元剔除与目标输出。本发明与现有技术相比，其显著优点如下：可有效抑制海尖峰带来的虚警问题，同时解决目标海面微弱目标受海尖峰遮蔽问题，为海面微弱目标检测提供便利。本发明仅是对信号处理流程进行优化，无需额外硬件，具有较高灵活度。本发明的基于圈间异常单元识别的CFAR检测方法适用于岸基对海警戒雷达。

技术领域

本发明涉及一种雷达对海目标检测方法，具体涉及一种基于圈间异常单元识别的改进CFAR检测方法。

背景技术

雷达对海目标探测中，容易受到复杂海况的影响。中高海况下，波浪破碎后产生的大量碎片形成海尖峰，海尖峰具有很强的随机性，且强度更强。海尖峰目标特性与真实目标极为相似，传统检测手段很难直接将目标与海尖峰区分开来，由于海尖峰强度很强，还对海面微弱目标造成遮蔽效应，严重干扰了雷达对海目标探测。因此实现对海尖峰的抑制对于雷达海面目标探测具有重要意义。

已有研究表明，海杂波在几十个毫秒的时间内去相关，海尖峰的持续时间与波浪破碎后产生的大量碎片的持续时间几乎相等，大约为几百毫秒到几秒的时间，与真实目标持续时间完全不同。已有方法大多利用雷达多帧间非相参检测结果进行二进制积累对海尖峰剔除，由于海尖峰幅度很强，对微弱目标造成遮蔽效应，但已有方法未对检测流程进行回溯，导致微弱目标淹没在海尖峰中。此外，对海探测中还可能出现功率突然增大的杂波异常单元，将这两种干扰统称为异常单元，本发明提出的一种基于圈间异常单元识别的改进CFAR检测方法，利用雷达多圈检测目标的关联性，识别检测单元中的异常单元，并剔除异常单元后再进行CFAR检测，从而有效提升海面微小目标的检测性能。

根据现有资料，尚未发现本发明中提出的一种基于圈间异常单元剔除的改进CFAR方法。

发明内容

本发明提供一种基于圈间异常单元识别的CFAR检测方法，为抑制海尖峰和提高海面微弱目标检测性能提供新的途径，提升雷达对海微弱目标检测性能。本发明的基于圈间异常单元识别的CFAR检测方法适用于岸基对海警戒雷达。

为实现发明目的，采用的技术方案如下：

一种基于圈间异常单元识别的改进CFAR检测方法，包括如下步骤：

1)雷达信号处理与检测：获取每个波位的采样信号后，完成脉冲压缩、MTI、非相参积累和CFAR检测等信号处理流程，积累连续M圈的检测结果后进行异常单元识别；

2)异常单元识别：本发明采用多圈积累的方式识别异常单元：首先根据雷达工作模式对MN准则及多圈关联门限进行初始化，当前圈号为Q时，利用Q-M+1圈到Q圈检测结果之间的关联性进行异常单元识别，经过多帧积累采用MN准则筛选出异常检测单元；

3)异常单元剔除与目标输出：对Q-M+1圈检测单元进行判定，若判定为异常单元，删除该检测结果并对异常单元附近检测单元重新进行CFAR检测，若判为正常检测单元，则输出该检测单元。

进一步的，步骤1)中雷达信号处理与检测包括以下步骤：

11)获取回波时域采样信号：雷达信号处理与检测按波位进行，假设岸基对海警戒雷达扫描时每圈共有L个波位，在每个波位发送m个脉冲，得到雷达脉冲回波信号的时域采样矩阵，每个波位的回波可表示为：

其中n为波门采样的点数，m为连续发射的脉冲个数，r_mn表示第m个脉冲的第n个回波采样值。

12)脉冲压缩处理：

按雷达参数生成线性调频雷达波的匹配信号，每一行分别进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩矩阵信号：

表示第m个脉冲的第n个距离门脉压结果；