CN105242259A - 时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近测向方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近测向方法，包括长短脉冲分组、选择滤波器系数、确定当前目标所在脉组和确定目标方位四个步骤。本发明提供的基于时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近策略的测向方法在现有技术基础上将CPI内的单个脉组再次重新分组滤波处理来减小CPI的宽度限制，可以提高目标检测的方位分辨力和检测目标的方位精度。

Description

时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近测向方法

技术领域

本发明涉及一种雷达目标测向方法，尤其涉及一种时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近测向方法。

背景技术

基于CPI(相参处理间隔)处理模式的雷达大都采用MTD(动目标检测)方式处理，但因为MTD处理目标方位精度受到CPI宽度的限制，所以目标检测的方位分辨力比较低。为此，通常采用CPI内两个相邻脉组滤波后的结果通过内插法、质量中心法或天线波束相关法来提高检测目标的方位精度。即便如此，这几种算法的精度仍受制于CPI宽度的限制，目标检测的方位分辨力不尽如人意。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近测向方法。该方法在现有技术基础上将CPI内的单个脉组再次重新分组滤波处理来减小CPI的宽度限制，从而提高目标检测的方位分辨力和检测目标的方位精度。

上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种基于时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近策略的测向方法，其特征在于包括：

步骤一，长短脉冲分组：根据雷达作用距离，将各CPI内长短脉冲分组形成多个脉组，各脉组采用相应阶数的滤波器；

步骤二，选择滤波器系数：根据不同脉组的脉冲回波建立杂波图，并根据杂波图强度选择该脉组所采用滤波器的系数；

步骤三，确定当前目标所在脉组：确定各脉组滤波器的阶数和系数后，将CPI内两个相邻脉组的脉冲回波分别进行MTD滤波处理，并比较滤波器输出幅度值，当前目标落在输出幅度值较大的脉组内；

步骤四，确定目标方位：将步骤三确定的当前目标所在脉组进一步划分为左右两个半脉组，每个半脉组滤波处理后通过滤波器输出幅度值，并根据以下公式，计算当前目标方位：

${\mathrm{\θ}}_{t\arg et}=\left(\frac{{\mathrm{\θ}}_1+{\mathrm{\θ}}_2}{2}\right)+K\×Ln=\frac{A_1}{A_2}$

其中，θ_target为当前目标方位；θ₁、θ₂为左右两个半脉组的中心方位；A₁、A₂为左右两个半脉组滤波器输出幅度值；K值计算公式如下：

$K=\frac{{{\mathrm{\θ}}^2}_{3dB}}{({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}$

其中，θ_3dB为天线3dB波束宽度。

进一步地，选择滤波器系数的方法为：将杂波图强度分为4个等级，杂波图强度小于15分贝时采用弱杂波滤波器系数，杂波图强度大于15分贝小于35分贝时采用中度杂波滤波器系数，杂波图强度大于35分贝小于55分贝时采用强杂波滤波器系数，杂波图强度大于55分贝时采用超强杂波滤波器系数。

进一步地，所述弱杂波滤波器系数的频率响应曲线在零频的最大凹口深度为35分贝；所述中杂波滤波器系数的频率响应曲线在零频的最大凹口深度为40分贝；所述强杂波滤波器系数的频率响应曲线在零频的最大凹口深度为60分贝；所述超强杂波滤波器系数频率响应曲线在零频的最大凹口深度为75分贝。

进一步地，各CPI内长短脉冲依次分为短脉冲序列、一短一长脉冲间隔序列、长脉冲序列三个脉组。

本发明的有益效果：

本发明提供的基于时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近策略的测向方法在现有技术基础上将CPI内的单个脉组再次重新分组滤波处理来减小CPI的宽度限制，可以提高目标检测的方位分辨力和检测目标的方位精度。

附图说明

图1：长短脉冲分组示意图；

图2：不同杂波强度滤波器响应曲线图；

图3：半脉组滤波处理示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例和附图对本发明实施方案作进一步的详细描述。

本发明提供了一种基于时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近策略的测向方法，包括：

步骤一，长短脉冲分组：根据雷达作用距离，将各CPI内长短脉冲分组形成多个不同脉组，不同脉组采用不同阶数的滤波器；如图1所示，图1中脉组1为短脉冲序列，发射频率F1；脉组2采用一短一长脉冲间隔序列，短脉冲发射频率F2，长脉冲发射频率F1；脉组3为长脉冲序列，发射频率F2。其中短脉冲用于近区补盲，频率变化用于提高目标的检测概率。脉组1采用10脉冲12阶滤波器，脉组2和脉组3采用5脉冲7阶滤波器。滤波器的阶数是由雷达天线旋转周期、天线主瓣宽度和脉冲重复周期共同确定。当雷达的天线旋转周期和天线主瓣宽度(即天线波束驻留时间)确定后，由于短脉冲周期短，占用的周期多，可采用高阶滤波器进行处理，而长脉冲周期长，占用的周期少，故采用低阶滤波器进行处理。

步骤二，选择滤波器系数：根据不同脉组的脉冲回波建立杂波图，并根据杂波图强度选择该脉组所采用滤波器的系数；如图2所示，将杂波图强度分为4个等级，杂波图强度小于15分贝时采用弱杂波滤波器系数，杂波图强度大于15分贝小于35分贝时采用中度杂波滤波器系数，杂波图强度大于35分贝小于55分贝时采用强杂波滤波器系数，杂波图强度大于55分贝时采用超强杂波滤波器系数；所述弱杂波滤波器系数的频率响应曲线在零频的最大凹口深度为35分贝；所述中杂波滤波器系数的频率响应曲线在零频的最大凹口深度为40分贝；所述强杂波滤波器系数的频率响应曲线在零频的最大凹口深度为60分贝；所述超强杂波滤波器系数频率响应曲线在零频的最大凹口深度为75分贝；

步骤三，确定当前目标所在脉组：确定各脉组滤波器的阶数和系数后，将CPI内两个相邻脉组的脉冲回波分别进行MTD滤波处理，并比较滤波器输出幅度值，当前目标落在输出幅度值较大的脉组内；

步骤四，确定目标方位：将步骤三确定的当前目标所在脉组进一步划分为左右两个半脉组(如图3所示)，每个半脉组滤波处理后通过滤波器输出幅度值，并根据以下公式，计算当前目标方位：

${\mathrm{\θ}}_{t\arg et}=\left(\frac{{\mathrm{\θ}}_1+{\mathrm{\θ}}_2}{2}\right)+K\×Ln\frac{A_1}{A_2}$

其中，θ_target为当前目标方位；θ₁、θ₂为左右两个半脉组的中心方位；A₁、A₂为左右两个半脉组滤波器输出幅度值；K值计算公式如下：

$K=\frac{{{\mathrm{\θ}}^2}_{3dB}}{({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}$

其中，θ_3dB为天线3dB波束宽度。

本发明提供的基于时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近策略的测向方法在现有技术基础上将CPI内的单个脉组再次重新分组滤波处理来减小CPI的宽度限制，可以提高目标检测的方位分辨力和检测目标的方位精度。

上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims (4)

1.一种时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近测向方法，其特征在于包括：

步骤一，长短脉冲分组：根据雷达作用距离，将各CPI内长短脉冲分组形成多个脉组，各脉组采用相应阶数的滤波器；

步骤二，选择滤波器系数：根据不同脉组的脉冲回波建立杂波图，并根据杂波图强度选择该脉组所采用滤波器的系数；

步骤三，确定当前目标所在脉组：确定各脉组滤波器的阶数和系数后，将CPI内两个相邻脉组的脉冲回波分别进行MTD滤波处理，并比较滤波器输出幅度值，当前目标落在输出幅度值较大的脉组内；

步骤四，确定目标方位：将步骤三确定的当前目标所在脉组进一步划分为左右两个半脉组，每个半脉组滤波处理后通过滤波器输出幅度值，并根据以下公式，计算当前目标方位：

${\mathrm{\θ}}_{t\arg et}=\left(\frac{{\mathrm{\θ}}_1+{\mathrm{\θ}}_2}{2}\right)+K\×Ln\frac{A_1}{A_2}$

其中，θ_target为当前目标方位；θ₁、θ₂为左右两个半脉组的中心方位；A₁、A₂为左右两个半脉组滤波器输出幅度值；K值计算公式如下：

$K=\frac{{{\mathrm{\θ}}^2}_{3dB}}{({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2)}$

其中，θ_3dB为天线3dB波束宽度。

2.根据权利要求1所述的时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近测向方法，其特征在于，选择滤波器系数的方法为：将杂波图强度分为4个等级，杂波图强度小于15分贝时采用弱杂波滤波器系数，杂波图强度大于15分贝小于35分贝时采用中度杂波滤波器系数，杂波图强度大于35分贝小于55分贝时采用强杂波滤波器系数，杂波图强度大于55分贝时采用超强杂波滤波器系数。

3.根据权利要求2所述的时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近测向方法，其特征在于：所述弱杂波滤波器系数的频率响应曲线在零频的最大凹口深度为35分贝；所述中杂波滤波器系数的频率响应曲线在零频的最大凹口深度为40分贝；所述强杂波滤波器系数的频率响应曲线在零频的最大凹口深度为60分贝；所述超强杂波滤波器系数频率响应曲线在零频的最大凹口深度为75分贝。

4.根据权利要求1、2或3所述的时间序列分组滤波和幅度差值渐次逼近测向方法，其特征在于：各CPI内长短脉冲依次分为短脉冲序列、一短一长脉冲间隔序列、长脉冲序列三个脉组。