一種海雜波背景下的快速雷達(dá)性能評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)性能評(píng)估技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種海雜波背景下的快速雷達(dá)性能 評(píng)估方法，適用于海雜波背景下的對(duì)雷達(dá)性能的快速評(píng)估。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷達(dá)性能評(píng)估方法可以有效評(píng)估雷達(dá)系統(tǒng)的工作能力，為雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí) 性、可靠性和準(zhǔn)確性提供保障，并且可以幫助設(shè)置雷達(dá)系統(tǒng)的參數(shù)，使雷達(dá)系統(tǒng)達(dá)到實(shí)際 條件下的最優(yōu)性能，雷達(dá)性能評(píng)估的精度也關(guān)系到雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成敗。
[0003] 雷達(dá)性能可以采用檢測(cè)盲區(qū)圖來(lái)評(píng)估，從檢測(cè)盲區(qū)圖上能夠獲知該雷達(dá)系統(tǒng)的最 大探測(cè)距離和最小可檢測(cè)速度，進(jìn)而判定該雷達(dá)性能是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。2/4準(zhǔn)則是機(jī)載雷 達(dá)進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)常用的檢測(cè)準(zhǔn)則，其原理是在4種不同重復(fù)脈沖頻率下，有2種或者2種以 上重復(fù)脈沖頻率檢測(cè)到同一目標(biāo)，則認(rèn)為該目標(biāo)能被檢測(cè)到。檢測(cè)盲區(qū)圖是與目標(biāo)距離、目 標(biāo)速度相關(guān)的目標(biāo)檢測(cè)能力，檢測(cè)盲區(qū)圖中的像素點(diǎn)幅度值只有〇和1，〇表示目標(biāo)不能被 檢測(cè)到，1表示目標(biāo)能被檢測(cè)到。檢測(cè)盲區(qū)圖中的單個(gè)像素點(diǎn)表示，具有一定距離和速度的 目標(biāo)在不同海雜波背景下，以及一定虛警概率和檢測(cè)概率條件下能否被檢測(cè)到。因此，通過(guò) 形成2/4準(zhǔn)則下的檢測(cè)盲區(qū)圖就能夠有效評(píng)估雷達(dá)性能。
[0004] 為了得到2/4準(zhǔn)則下的檢測(cè)盲區(qū)圖，現(xiàn)有方法是先根據(jù)常規(guī)的空時(shí)雜波模型構(gòu)造 雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣，其構(gòu)造過(guò)程中需要對(duì)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的各距離門(mén)對(duì)應(yīng)的距離環(huán) 進(jìn)行方位角度精細(xì)離散化，使得產(chǎn)生龐大的運(yùn)算量及相當(dāng)高的計(jì)算復(fù)雜度，以至于在實(shí)際 應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種海雜波背景下的快速雷達(dá)性能評(píng)估方法， 該方法在地物場(chǎng)景中也能獲得較好的結(jié)果。
[0006] 本發(fā)明的主要思路是：本發(fā)明通過(guò)對(duì)機(jī)載雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的各距離門(mén)對(duì)應(yīng)的距離環(huán) 進(jìn)行多普勒頻率離散化后，獲得相應(yīng)的雜波塊位置及雜波塊面積，并根據(jù)機(jī)載雷達(dá)回波信 號(hào)得到目標(biāo)的單脈沖回波功率，計(jì)算該雜波塊的功率，以此構(gòu)造雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩 陣，形成原始距離多普勒?qǐng)D后，進(jìn)而得到擴(kuò)展的距離多普勒?qǐng)D，然后計(jì)算目標(biāo)位置變化時(shí)， 目標(biāo)所在位置的輸出信雜比，根據(jù)該輸出信雜比，計(jì)算單一重復(fù)脈沖頻率下的檢測(cè)盲區(qū)圖， 然后融合多個(gè)單一脈沖重復(fù)頻率下的檢測(cè)盲區(qū)圖，形成一個(gè)2/4準(zhǔn)則下的檢測(cè)盲區(qū)圖，根 據(jù)該2/4準(zhǔn)則下的檢測(cè)盲區(qū)圖，獲知機(jī)載雷達(dá)橫截面積（RCS)確定時(shí)，該目標(biāo)的最大探測(cè)距 離和最小可檢測(cè)速度，進(jìn)而判定該機(jī)載雷達(dá)性能是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
[0007] 為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0008] -種海雜波背景下的快速雷達(dá)性能評(píng)估方法，包括以下步驟：
[0009] 步驟1，根據(jù)機(jī)載雷達(dá)回波信號(hào)得到目標(biāo)的單脈沖回波功率Ps，再將機(jī)載雷達(dá)回波 信號(hào)的各距離門(mén)對(duì)應(yīng)的距離環(huán)進(jìn)行多普勒頻率離散化，獲得相應(yīng)的雜波塊位置及雜波塊面 積后，并根據(jù)目標(biāo)的單脈沖回波功率Ps，依次得到第i個(gè)雜波塊對(duì)應(yīng)的功率Py、第1個(gè)距 離門(mén)的第k個(gè)多普勒通道的協(xié)方差矩陣Rlik、目標(biāo)的歸一化自適應(yīng)濾波權(quán)矢量wlik，進(jìn)而得 到第1個(gè)距離門(mén)的第k個(gè)多普勒通道的輸出功率Pjl，k)，形成原始距離多普勒?qǐng)D；其中，I 表示第1個(gè)距離門(mén)對(duì)應(yīng)的距離環(huán)包括的雜波塊個(gè)數(shù)，每個(gè)脈沖重復(fù)周期包含L個(gè)距離門(mén)，每 個(gè)距離門(mén)包含K個(gè)多普勒通道，第i個(gè)雜波塊對(duì)應(yīng)于第k個(gè)多普勒通道，i e {1，2,…，I}， k e {1，2,…，K}，I e {1，2, ...，L}〇
[0010] 步驟2,根據(jù)原始距離多普勒?qǐng)D，得到擴(kuò)展的距離-速度雜波功率分布PE。(v，R)，進(jìn) 而形成擴(kuò)展的距離多普勒?qǐng)D；其中，R表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，V表示目標(biāo)速度。
[0011] 步驟3,根據(jù)擴(kuò)展的距離多普勒?qǐng)D，計(jì)算目標(biāo)位置變化時(shí)，目標(biāo)所在位置的輸出 信雜比SCR(v，R);其中，R表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，V表示目標(biāo)速度，V e [-Vni，vJ， R e [0，R_]，R_表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的最大探測(cè)距離，Vni表示目標(biāo)的最小檢測(cè)速度。
[0012] 步驟4,根據(jù)目標(biāo)位置變化時(shí)，目標(biāo)所在位置的輸出信雜比SCR(v，R)，得到N個(gè)單 一重復(fù)脈沖頻率下的檢測(cè)盲區(qū)圖CZ n(v，R);其中，R表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，V表示目 標(biāo)速度，V e [-Vni, VnJ，R e [0, R_]，Rniax表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的最大探測(cè)距離，V "表示目標(biāo) 的最小檢測(cè)速度，N表示人為設(shè)定的重復(fù)脈沖頻率數(shù)目，n e {1，2,…，N}。
[0013] 步驟5,根據(jù)N個(gè)單一重復(fù)脈沖頻率下的檢測(cè)盲區(qū)圖CZn (v，R)，形成2/4準(zhǔn)則 下的檢測(cè)盲區(qū)圖CZ(v，R);其中，R表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，V表示目標(biāo)的檢測(cè)速度， V e [-VmVJ，R e [0，R_]，Vn1表示目標(biāo)的最小檢測(cè)速度，表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的最大 探測(cè)距離，N表示人為設(shè)定的重頻數(shù)目，n e {1，2,…，N};此處N = 4, n e {1，2, 3, 4}。
[0014] 步驟6,根據(jù)2/4準(zhǔn)則下的檢測(cè)盲區(qū)圖CZ(v，R)，獲知機(jī)載雷達(dá)橫截面積（RCS)確 定時(shí)，該目標(biāo)的最大探測(cè)距離和最小可檢測(cè)速度；其中，R表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，V表 示目標(biāo)的探測(cè)速度，N表示人為設(shè)定的重復(fù)脈沖頻率數(shù)目，n e {1，2,…，N}，Vni表示目標(biāo)的 最小檢測(cè)速度，R_表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的最大探測(cè)距離。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
[0016] 本發(fā)明采用一種快速計(jì)算的檢測(cè)盲區(qū)圖來(lái)對(duì)海雜波背景下的機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行 快速性能評(píng)估，通過(guò)對(duì)機(jī)載雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的各距離門(mén)對(duì)應(yīng)的距離環(huán)進(jìn)行多普勒頻率離散 化，獲得相應(yīng)的雜波塊位置及該雜波塊面積，然后計(jì)算雜波塊功率，以此構(gòu)造機(jī)載雷達(dá)回波 數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣，然后利用該協(xié)方差矩陣進(jìn)行處理，并得到多個(gè)單一重復(fù)脈沖頻率下的 檢測(cè)盲區(qū)圖，然后融合多個(gè)單一重復(fù)脈沖頻率下的檢測(cè)盲區(qū)圖，形成2/4準(zhǔn)則下的檢測(cè)盲 區(qū)圖后進(jìn)行性能評(píng)估。本發(fā)明方法能夠以較少的運(yùn)算量對(duì)海雜波背景下的機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn) 行很好的性能評(píng)估，主要用于解決性能評(píng)估方法的龐大運(yùn)算量和計(jì)算復(fù)雜度問(wèn)題，能夠優(yōu) 化實(shí)際條件下的雷達(dá)系統(tǒng)性能。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0018] 圖1為本發(fā)明的海雜波背景下的快速雷達(dá)性能評(píng)估方法的流程圖；
[0019] 圖2(a)表示重頻為1000Hz的原始距離多普勒?qǐng)D，其中，橫坐標(biāo)表示多普勒通道， 縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，
[0020] 圖2(b)表示重頻為1250Hz的原始距離多普勒?qǐng)D，其中，橫坐標(biāo)表示多普勒通道， 縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，
[0021] 圖2(c)表示重頻為1600Hz的原始距離多普勒?qǐng)D，其中，橫坐標(biāo)表示多普勒通道， 縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，
[0022] 圖2(d)表示重頻為2000Hz的原始距離多普勒?qǐng)D，其中，橫坐標(biāo)表示多普勒通道， 縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離；
[0023] 圖3(a)表示重頻為1000Hz的擴(kuò)展的距離多普勒?qǐng)D，其中，橫坐標(biāo)表示多普勒通 道，縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，
[0024] 圖3(b)表示重頻為1250Hz的擴(kuò)展的距離多普勒?qǐng)D，其中，橫坐標(biāo)表示多普勒通 道，縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，
[0025] 圖3(c)表示重頻為1600Hz的擴(kuò)展的距離多普勒?qǐng)D，其中，橫坐標(biāo)表示多普勒通 道，縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，
[0026] 圖3(d)表示重頻為2000Hz的擴(kuò)展的距離多普勒?qǐng)D，其中，橫坐標(biāo)表示多普勒通 道，縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離；
[0027] 圖4(a)表示重頻為1000Hz的單一重頻檢測(cè)盲區(qū)圖，其中，橫坐標(biāo)表示目標(biāo)速度， 縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的距離，
[0028] 圖4(b)表示重頻為1250Hz的單一重頻檢測(cè)盲區(qū)圖，其中，橫坐標(biāo)表示目標(biāo)速度， 縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的的距離，
[0029] 圖4(c)表示重頻為1600Hz的單一重頻檢測(cè)盲區(qū)圖，其中，橫坐標(biāo)表示目標(biāo)速度， 縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的的距離，
[0030] 圖4(d)表示重頻為2000Hz的單一重頻檢測(cè)盲區(qū)圖，其中，橫坐標(biāo)表示目標(biāo)速度， 縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī)載雷達(dá)的的距離；
[0031] 圖5表示2/4準(zhǔn)則下的檢測(cè)盲區(qū)圖，其中，橫坐標(biāo)表示速度，縱坐標(biāo)表示目標(biāo)到機(jī) 載雷達(dá)的距離。
[0032] 具體實(shí)施方法
[0033] 參照?qǐng)D1，為本發(fā)明在海雜波背景下的快速雷達(dá)性能評(píng)估方法的流程圖，該海雜波 背景下的快速雷達(dá)性能評(píng)估方法，包括以下步驟：
[0034] 步驟1，根據(jù)機(jī)載雷達(dá)回波信號(hào)得到目標(biāo)的單脈沖回波功率Ps，再將機(jī)載雷達(dá)回波 信號(hào)的各距離門(mén)對(duì)應(yīng)的距離環(huán)進(jìn)行多普勒頻率離散化，獲得相應(yīng)的雜波塊位置及雜波塊面 積后，并根據(jù)目標(biāo)的單脈沖回波功率P s，依次得到第i個(gè)雜波塊對(duì)應(yīng)的功率Py、第1個(gè)距 離門(mén)的第k個(gè)多普勒通道的協(xié)方差矩陣Rlik、目標(biāo)的歸一化自適應(yīng)濾波權(quán)矢量w lik，進(jìn)而得 到第1個(gè)距離門(mén)的第k個(gè)多普勒通道的輸出功率Pjl，k)，形成原始距離多普勒?qǐng)D；其中，I 表示第1個(gè)距離門(mén)對(duì)應(yīng)的距離環(huán)包括的雜波塊個(gè)數(shù)，每個(gè)脈沖重復(fù)