强杂波海洋环境下的潜用雷达多目标检测方法
专利汇可以提供强杂波海洋环境下的潜用雷达多目标检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出了一种强杂波海洋环境下潜用雷达多目标检测方法。其方案是：根据雷达回波 信号 ，对于4海里以内小目标周围杂波，用自适应动目标显示 算法 和单元平均选大恒虚警算法抑制；对8海里以外的大目标周围杂波用自适应动目标显示算法和反异步算法抑制；对8海里以内的 干扰信号 利用自适应动目标显示算法和单元平均选小恒虚警算法抑制；对16海里以外的多目标干扰信号利用反异步算法和单元平均选大恒虚警算法抑制；对雨和 雪 引起的气象杂波利用自适应动目标显示算法和动态杂波图算法抑制；对于慢速小目标利用反异步算法和动态杂波图算法检测。本发明相较 现有技术 提高了多目标检测能 力 、抑制杂波和抗干扰能力，可用于强杂波背景下的多目标探测。，下面是强杂波海洋环境下的潜用雷达多目标检测方法专利的具体信息内容。
1.强杂波海洋环境下的潜用雷达多目标检测方法，包括：
(1)接收做完FFT处理的雷达回波信号，形成含有模式字的雷达数据包，根据终端显示的雷达数据包回波信号判断是否需要抑制4海里以内雷达数据包中的小目标周围杂波：若需要，则依次利用自适应动目标显示AMTI算法和单元平均选大恒虚警GO-CFAR算法进行杂波抑制，并将杂波抑制后的雷达数据包传送至雷达数据包缓冲存储区进行时序整理后，传输给终端显示单元显示，否则，执行(2)；
(2)根据终端显示的雷达数据包回波信号判断是否抑制8海里以外的大目标周围杂波：
若需要，则依次进行利用自适应动目标显示AMTI算法和反异步算法进行杂波抑制，并将杂波抑制后的雷达数据包传送至雷达数据包缓冲存储区进行时序整理后，传送至终端显示单元显示工作，否则，执行(3)；
(3)根据终端显示回波判断是否抑制8海里以内的干扰信号：若需要，则依次利用自适应动目标显示AMTI算法和单元平均选小恒虚警SO-CFAR算法对干扰信号进行抑制，并将干扰信号抑制后的雷达数据包传送至雷达数据包缓冲存储区进行时序整理后，送至终端显示单元显示，否则，执行(4)；
(4)根据终端显示回波判断是否抑制16海里以外的多目标干扰信号：若需要，则依次利用反异步算法和单元平均选大恒虚警GO-CFAR算法对多目标干扰信号进行抑制，并将多目标干扰信号抑制后的雷达数据包传送至雷达数据包缓冲存储区进行时序整理后，送至终端显示单元显示，否则，执行(5)；
(5)根据终端显示回波判断是否需要抑制雨和雪引起的气象杂波：若需要，则依次利用自适应动目标显示AMTI算法和动态杂波图算法对该气象杂波进行抑制，并将气象杂波抑制后的雷达数据包传送至雷达数据包缓冲存储区进行时序整理后，送至终端显示单元显示，否则，执行(6)；
(6)根据终端显示回波判断是否检测慢速小目标：若需要，则依次利用反异步算法和动态杂波图算法完成高海情下慢速小目标的检测，并将检测后的慢速小目标传送至雷达数据包缓冲存储区进行时序整理后，送至终端显示单元显示，否则，将没有进行信号处理的雷达数据包直接送至雷达数据包缓冲存储区进行时序整理，最后送至终端显示单元显示；所述慢速小目标是指时速不超过5海里的无机械动力的小木船及海面漂浮的浮筒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中根据终端显示的雷达数据包回波信号判断是否需要抑制4海里以内雷达数据包中的小目标周围杂波，是根据目标的体积大小判断，即当4海里以内的小目标周围存在有机械动力在10吨以下的游艇、交通艇、木船和陆地上的山脉及楼房时，就需要进行杂波抑制，否则，不需要进行抑制。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中依次利用自适应动目标显示AMTI算法和单元平均选大恒虚警GO-CFAR算法进行杂波抑制，按如下步骤进行：
(1a)自适应动目标显示AMTI对消结果X：
(1a1)根据当前帧信号的对消结果X1和前一帧信号的对消结果X2计算对消系数Wopt：
其中： 是X2的共轭函数；
(1a2)计算对消结果X：
X＝X2-X1·Wopt；
(1b)将对消结果X置于雷达数据包实时送入单元平均选大恒虚警GO-CFAR检测器中，并对前8帧信号和后8帧信号分别求均值，实时计算出GO-CFAR检测器的值Z：
Z＝max(Z1,Z2)，
其中，Z1是前8帧信号的实时均值，Z2是后8帧信号的实时均值；
(1c)根据检测器的值Z计算出实时判决门限值Y：
Y＝KZ，K是门限因子，
当小目标周围杂波最小或完全消失时，此时实时计算的判决门限值Y为最优门限，即实现了4海里以内小目标周围杂波的抑制。
4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(3)中根据终端显示回波判断是否抑制8海里以内的干扰信号，是根据干扰信号的形状和位置判断，即当目标周围出现形状不变，且位置固定的干扰信号时，则需要对该干扰信号进行抑制，否则，不需要进行抑制。
5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(3)中依次利用自适应动目标显示AMTI算法和单元平均选小恒虚警SO-CFAR算法对干扰信号进行抑制，按如下步骤进行：
(3a)计算自适应动目标显示AMTI对消结果X′：
(3a1)根据当前帧信号的对消结果X′1和前一帧信号的对消结果X′2计算对消系数W′opt：
其中： 是X′2的共轭函数；
(3a2)计算对消结果X'：
X'＝X′2-X′1·W′opt；
(3b)将对消结果X'置于雷达数据包实时送入单元平均选小恒虚警SO-CFAR检测器中，并对前8帧信号和后8帧信号分别求均值，实时计算出SO-CFAR检测器的值Z'：
Z'＝min(Z′1,Z′2)，
其中，Z′1是前8帧信号的实时均值，Z′2是后8帧信号的实时均值；
(3c)根据检测器的值Z'计算出实时判决门限值Y'：
Y'＝KZ'，K是门限因子，
当干扰信号最小或完全消失时，此时实时计算的判决门限值Y'为最优门限，即实现了8海里以内干扰信号的抑制。
6.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(4)中根据终端显示回波判断是否抑制16海里以外的多目标干扰信号，是根据目标的数量判断，即当16海里以外的固定海域存在有商船、机械动力的木船及小岛这三种类型的多个目标时，则需要对多目标干扰信号进行抑制，否则，不需要进行抑制，所述多目标是指10个及10个以上的目标。
7.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(4)中依次利用反异步算法和单元平均选大恒虚警GO-CFAR算法对多目标干扰信号进行抑制，按如下步骤进行：
(4a)设第m个距离单元的回波数据为s(m)，计算同一距离单元的8次回波平均值δ(m)：
其中，si(m)是第i次探测周期、第m个距离单元的回波数据模值；
(4b)将第i次探测周期、第m个距离单元的回波数据的模值si(m)与同一距离单元的8次回波平均值δ(m)进行比较，当si(m)≥5δ(m)时，则认为s(m)是干扰，将该距离单元的数据设定为零，否则，将原数据输出；
(4c)将(4b)结果置于雷达数据包实时送入单元平均选大恒虚警GO-CFAR检测器中，并对前8帧信号和后8帧信号分别求均值，实时计算出GO-CFAR检测器的值Z″：
Z″＝max(Z″1,Z″2)，
其中，Z″1是前8帧信号的实时均值，Z″2是后8帧信号的实时均值；
(4d)根据检测器的值Z″计算出实时判决门限值Y″：
Y″＝KZ″，K是门限因子，
当多目标干扰信号最小或完全消失时，此时实时计算的判决门限值Y″为最优门限，即实现了16海里以外的多目标干扰信号的抑制。
8.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(5)中根据终端显示回波判断是否需要抑制雨和雪引起的气象杂波，是根据天气变化状况判断，即当海面上出现雨或雪现象引起的气象杂波影响终端显示回波的持续观测时，就需要对该气象杂波抑制，否则，不需要抑制。
9.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(5)中依次利用自适应动目标显示AMTI算法和动态杂波图算法对该气象杂波进行抑制，按如下步骤进行：
(5a)计算自适应动目标显示AMTI对消结果X″：
(5a1)根据当前帧信号的对消结果X″1和前一帧信号的对消结果X″2计算对消系数W″opt：
其中： 是X″2的共轭函数；
(5a2)计算对消结果X″：
X″＝X″2-X″1·W″opt，
(5b)将对消结果X″置于雷达数据包实时送入动态杂波图处理器中，计算当前帧天线扫描周期的回波数据Yn:
Yn＝(1-K)Yn-1+Kxn
其中，K是小于1的因子，xn是当前接收的回波信号，Yn-1是前一帧天线扫描周期的回波信号；
当雨和雪引起的气象杂波最小或完全消失时，当前帧天线扫描周期的回波数据Yn最优即实现了气象杂波的抑制。
10.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(6)中根据终端显示回波判断是否需要检测慢速小目标，是根据海情的级别进行判断，即在三级及三级以上的海情下，慢速小目标会受杂波和干扰影响，则需要对慢速小目标检测，否则，不需要。
11.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(6)中依次利用反异步算法和动态杂波图算法完成高海情下慢速小目标的探测，其实现步骤如下：
(6a)设第m个距离单元的回波数据为s'(m)，计算同一距离单元的8次回波平均值δ'(m)：
其中，s′i(m)第i次探测周期、第m个距离单元的回波数据模值；
(6b)将第i次探测周期、第m个距离单元的回波数据的模值s′i(m)与同一距离单元的8次回波平均值δ'(m)进行比较，当s′i(m)≥5δ'(m)时，则认为s'(m)是干扰，将该距离单元的数据设定为零，否则，将原数据输出；
(6c)将(6b)结果置于雷达数据包实时送入动态杂波图处理器中，计算当前帧天线扫描周期的回波数据Y′n:
Y′n＝(1-K)Y′n-1+Kx′n，
其中，K是小于1的因子，x′n是刚接收的回波信号，Y′n-1是前一帧天线扫描周期的回波信号；
当高海情下慢速小目标显示效果良好时，当前帧天线扫描周期的回波数据Y′n最优，即提高了慢速小目标的探测性能。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述的时序整理，是指对做完信号处理的雷达数据包按照一定的帧格式进行整理，从而形成符合终端显示要求帧格式的雷达数据包。
13.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)中根据终端显示回波判断是否需要抑制8海里以外的大目标周围杂波，是根据目标体积的大小判断，即当8海里以外的大目标周围存在大型游轮或等效高度超过30米的舰船时，就需要对大目标周围杂波进行抑制，否则，不需要进行抑制。
14.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)中依次利用自适应动目标显示AMTI算法和反异步算法对8海里以外的大目标周围杂波进行抑制，按如下步骤进行：
(2a)计算自适应动目标显示AMTI对消结果X″′：
(2a1)根据当前帧信号的对消结果X″′1和前一帧信号的对消结果X″′2计算对消系数W″′opt：
其中： 是X″′2的共轭函数；
(2a2)计算对消结果X″′：
X″′＝X″′2-X″′1·W″′opt，
(2b)将对消结果X″′(2a)实时送入反异步处理器中，设第m个距离单元的回波数据为s″(m)，计算同一距离单元的8次回波平均值δ″(m)：
其中，s″i(m)第i次探测周期、第m个距离单元的回波数据模值；
(2c)将第i次探测周期、第m个距离单元的回波数据的模值s″i(m)与同一距离单元的8次回波平均值δ″(m)进行比较，当s″i(m)≥5δ″(m)时，则认为s″(m)是干扰，将该距离单元的数据设定为零，否则，将原数据输出；
当8海里以外的大目标周围杂波最小或完全消失时，此时实时计算的回波平均值δ″(m)为最优，即实现了8海里以外的大目标周围杂波的抑制。
强杂波海洋环境下的潜用雷达多目标检测方法
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