CN117572414A - 一种低慢小空中目标检测方法和侦干毁一体防控*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低慢小空中目标检测方法和侦干毁一体防控***,属于反无人机技术领域。本发明***中:侦察探测分***中采用多参数分布模型杂波图检测方法,能有效实现低慢小目标场景中的强杂波抑制,其对信杂比的依赖程度较低,提高了雷达对各种环境的自适应能力,该分***实现了复杂环境下对低慢小空中目标的探测跟踪;指挥控制分***接收来自侦察探测分***的目标状态和势态信息,综合分析评判危险态势,生成并发送应对指令;电磁干扰分***实现了对目标的压制干扰、欺骗干扰和导航诱导;定向能毁伤分***实现了对目标的摧毁;本发明***将侦查探测、干扰诱导、高功率微波毁伤等功能进行深度融合和***集成,对于低慢小空中目标反制效果显著。
Description
技术领域
本发明属于反无人机技术领域,更具体地,涉及一种低慢小空中目标检测方法和侦干毁一体防控***。
背景技术
随着无人机技术的飞速发展,无人机具备了摄像、探测、攻击、干扰等多样化能力,变得越来越具有危险。国内机场等重要基础设施近年来也多次受到私自起飞的无人机影响,造成航班延误、备降等重大经济损失,针对无人机的防御成为了迫切需要解决的问题。
大型运动会场馆、场所人员密集,有意或无意升空的无人机对重要设施和人员造成了极大的安全隐患,发展无人机等低慢小空中目标探测侦查、干扰与毁伤等一体化防控技术,对于解决目前面临的无人机危险具有重要工程应用现实意义。
现有无人机等低慢小的防控或反制设备大都基于电磁干扰、压制和诱导等方案,均不具备定向能毁伤效果,对于“黑飞”无人机或者自制低成本飞行器等反制效果较差,在无人机防控的最后阶段缺乏有效的防控反制手段,且传统防控技术手段存在适用范围受限、技术集成度不高、防控性能受限等问题,急需面向日益发展的无人技术,发展先进的无人机等低慢小空中目标的侦干毁一体化防控***与技术。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种低慢小空中目标检测方法和侦干毁一体防控***,其目的在于解决现有反无人机设备反制效果不足的技术问题。
为实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种低慢小空中目标侦干毁一体防控***,所述***包括侦察探测分***、电磁干扰分***、定向能毁伤分***和指挥控制分***;
所述侦察探测分***用于通过多种探测方式协调配合完成对目标的探测跟踪,获取目标状态信息和势态信息,并将目标状态信息和势态信息传送至指挥控制分***;
所述指挥控制分***用于接收来自侦察探测分***的目标状态信息和势态信息,综合分析评判危险态势,生成并发送应对指令;
所述电磁干扰分***用于根据指挥控制分***下发的应对指令,对目标定向辐射干扰信号;
所述定向能毁伤分***用于根据指挥控制分***下发的应对指令,对目标定向辐射微波。
优选的,所述侦察探测分***包括:探测雷达模块、跟踪雷达模块和光电探测跟踪模块;
所述探测雷达模块用于基于相控阵雷达,发射雷达波探测目标,根据雷达回波数据解算出目标探测信息,实现对目标的探测;
所述跟踪雷达模块用于,根据目标探测信息解算目标状态信息,并建立飞行航迹,基于飞行航迹推导目标势态信息,对目标进行跟踪,同时将目标状态信息和势态信息实时上报给指挥控制分***;所述目标状态信息包括距离、方位、坐标、俯仰以及飞行速度中的至少一个;所述势态信息包括目标类型、运动意图和危险等级中的至少一个;
所述光电探测跟踪模块包括可见光探测跟踪单元和红外探测跟踪单元;所述光电探测跟踪模块用于,基于可见光及红外成像方式对探测范围内目标的探测和跟踪。
优选的,所述探测雷达模块中包括雷达前端、实时数据处理单元和雷达管理单元,其中:
所述雷达前端用于,将雷达天线接收到的雷达回波信号进行预处理并转变为基带数字信号;
所述实时数据处理单元用于:
对基带数字信号进行脉冲压缩处理和相参积累处理,得到处理后的回波数据;
将所述回波数据按照方位-俯仰单元进行划分,每个方位-俯仰单元称为一个杂波单元,每个杂波单元的回波数据的模值即为该杂波单元单元的杂波幅度;
利用杂波幅度更新杂波幅度估计值:
再通过数据拟合方式,将杂波单元的杂波幅度估计值在不同时间维度下表示成多参数分布模型的概率密度函数形式;
根据杂波单元的杂波幅度估计值的概率密度和***设定的检测虚警概率通过查表法确定杂波单元的相对检测门限;
基于杂波单元的相对检测门限和杂波幅度估计值计算得到绝对检测门限;通过比较杂波单元的杂波幅度与绝对检测门限的大小关系,实现杂波抑制及目标检测;
所述雷达管理单元用于将检测到的目标信号实时传送给指挥控制分***。
优选的,所述指挥控制分***包括:态势感知模块、指挥通信模块和显示控制模块;
所述态势感知模块用于接收来自侦察探测分***的目标状态信息和势态信息,形成探测范围内目标的危险态势;
所述指挥通信模块用于对各分***实施指挥与控制,根据目标的危险态势,形成应对指令并发送至电磁干扰分***和定向能毁伤分***;
所述显示控制模块用于进行人机交互,可视化探测范围内目标的状态信息,支持外部参数及指令的控制功能。
优选的,所述电磁干扰分***包括:压制干扰模块、欺骗干扰模块和导航诱导模块;
所述压制干扰模块用于接收来自指挥控制分***的应对指令,对干扰范围内的目标释放窄带和宽带噪声压制干扰信号;
所述欺骗干扰模块用于接收来自指挥控制分***的应对指令,对干扰范围内目标释放欺骗干扰信号;所述欺骗干扰信号包括距离欺骗干扰、速度欺骗干扰、密集转发干扰和间歇采样转发干扰中的至少一种;
所述导航诱导模块用于接收来自指挥控制分***的应对指令,对干扰范围内目标释放导航诱导干扰信号。
优选的,所述定向能毁伤分***包括:初级能源模块、脉冲调制器模块、宽谱微波源模块、模式转换模块和辐射天线模块;
所述初级能源模块用于将电池或市电所提供的电能进行整形和升压,产生微秒级脉冲电能用于脉冲调制器模块充电;
所述脉冲调制器模块用于将初级能源模块的电信号进一步压缩,产生纳秒级电脉冲;
所述宽谱微波源模块用于在所述纳秒级电脉冲的激励下产生宽谱高功率微波;
所述模式转换模块用于将TEM模式的所述宽谱高功率微波转换成辐射定向性更好的电磁波模式,之后经由辐射天线模块向目标定向辐射。
优选的,所述脉冲调制器模块具备输出纳秒级电脉冲信号的能力,所述信号的上升沿低于2ns;所述脉冲调制器模块采用特斯拉型脉冲变压器复合脉冲形成线的技术路线;
所述宽谱微波源模块的特征阻抗低于10欧姆;宽谱微波源模块采用四分之一波长传输线振荡器的技术路线;
所述辐射天线模块的特征阻抗高于100欧姆。
优选的,所述***还包括车载移动平台,所述车载移动平台包括:车载平台、升降平台和伺服平台;
所述车载平台用于装载和移动所述***;
所述升降平台用于根据指挥控制分***的升降指令,实现对侦察探测分***、电磁干扰分***及定向能毁伤分***的升降;
所述伺服平台用于根据指挥控制分***的伺服指令,实现对侦察探测分***中各种探测设备的伺服控制。
第二方面,本发明提供了一种低慢小空中目标检测方法,所述方法包括:
(1)对接收到的回波信号进行预处理,将射频模拟信号变为基带数字信号;
(2)对所述基带数字信号分别沿着距离维和脉冲维进行脉冲压缩处理和相参积累处理,得到处理后的回波数据;
(3)将处理后的回波数据按照方位-俯仰单元进行划分,每个方位-俯仰单元称为一个杂波单元,每个杂波单元的回波数据的模值即为该杂波单元单元的杂波幅度,进而建立杂波图;
(4)更新杂波图,雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度估计值pi(k)更新为:
pi(k)=(1-w)pi-1(k)+wqi(k)
其中,w为遗忘因子,pi-1(k)为雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度估计值;qi(k)为雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度采样值;
(5)雷达天线每次扫掠后,通过数据拟合方式,将每个杂波单元的杂波幅度估计值pi(k)在不同时间维度下表示成多参数分布模型的概率密度函数形式F(qi(k));
(6)根据雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度采样值qi(k)所对应的杂波分布模型概率F(qi(k))及***设定的检测虚警概率Pfa通过查表法确定第k个杂波单元的相对检测门限T;
(7)计算杂波单元的绝对检测门限,第k个杂波单元的绝对检测门限Vk表示为:
Vk=T·pi(k)
(8)通过比较第k个杂波单元的杂波幅度采样值记为qi(k)与绝对检测门限Vk的大小关系,实现杂波抑制及目标检测。
优选的,所述杂波幅度估计值pi(k)在不同时间维度下表示成多参数分布模型的概率密度函数形式F(qi(k)),具体为:
F(p(k))=λ1f1(p(k))+λ2f2(p(k))+λ3f3(p(k))+λ4f4(p(k))
其中,F(p(k))表示第k个杂波单元杂波幅度为p(k)的概率密度函数,f1(p(k))、f2(p(k))、f3(p(k))和f4(p(k))分别表示杂波幅度瑞利分布、威布尔分布、对数正态分布和K分布模型,λ1、λ2、λ3、λ4分别表示杂波幅度各分布模型的加权系数,且有λ1+λ2+λ3+λ4=1。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)本发明***将探测、干扰诱导、高功率微波毁伤等功能进行深度融合和***集成,具备远距离探测、中距离干扰和近距离毁伤的一体化电磁防控能力,可有效解决常规低慢小空中目标反制设备手段单一、防控性能受限等问题,对于“黑飞”无人机和自制低成本飞行器反制效果显著;
(2)本发明提出的多参数分布模型杂波图检测方法保留了更多杂波特征信息,对信杂比的依赖程度较低,提高对各种阵地环境的自适应能力,突破了雷达传统MTI+MTD、CFAR以及传统杂波图检测方法,具备在城市等复杂环境下测角精度高(方位、俯仰)、虚警率极低、航迹跟踪稳定以及能够适应目标的机动飞行等特点。
附图说明
图1是本发明实施例中低慢小空中目标侦干毁一体防控***原理框图;
图2是本发明实施例中探测雷达模块的原理框图;
图3是本发明实施例中杂波抑制效果示意图;
图4是本发明实施例中在某城市环境下实测效果示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本发明实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指两个或者两个以上,例如,多个天线是指两个或者两个以上的天线等;多个TR组件是指两个或者两个以上的TR组件等。
接下来,对本发明实施例中提供的技术方案进行介绍。
如图1所示,本发明实施例中公开的低慢小空中目标侦干毁一体防控***包括:侦察探测分***、电磁干扰分***、定向能毁伤分***、指挥控制分***及车载移动平台;
所述侦察探测分***通过多种探测方式协调配合完成对低慢小空中目标的有效探测跟踪,确定众多繁杂目标的危险等级,并将防御范围内的重点目标信息数据实时传送给指挥控制子***;
所述电磁干扰分***根据指挥控制分***下发的电磁干扰指令,释放压制干扰、欺骗干扰或组合干扰,实现对防御范围内重点目标的电磁干扰、拦截或迫降;
所述定向能毁伤分***根据指挥控制分***下发的毁伤指令,对防御范围内的重点目标定向辐射高功率微波,实现对危险目标的永久性摧毁;
指挥控制分***接收来自侦察探测分***的目标距离、高度、速度等状态信息及目标类型、运动意图、危险等级等势态信息,综合分析评判危险态势,生成并发送应对指令;
所述定向能毁伤分***根据指挥控制分***下发的电磁干扰指令,对防御范围内的重点目标定向辐射高功率微波,实现对危险目标的永久性摧毁;
所述车载移动平台用于装载、移动所述低慢小空中目标侦干毁一体防控***,提高防控***的灵活性、稳定性与可扩展性。
所述侦察探测分***包括:探测雷达模块、跟踪雷达模块、光电探测跟踪模块;
其中,探测雷达模块主要有雷达前端、实时数据处理平台及雷达管理***组成,其中,雷达前端包含多个天线、多个TR组件、下变频模块、频率综合器、信号处理模块、波束控制模块及伺服控制***;所述探测雷达模块基于相控阵体制,接收防御范围内的回波数据,实现对低慢小空中目标的有效探测,具体结构如图2所示;
跟踪雷达模块根据回波信息,对目标距离、方位、俯仰以及飞行速度进行计算建立飞行航迹,对目标进行持续跟踪,并将目标的三维坐标、三维速度等信息实时上报给指挥控制子***;
光电探测跟踪模块由可见光探测跟踪模块、红外探测跟踪模块组成;所述光电探测跟踪模块基于可见光及红外成像方式,实现对防御范围内重点目标的全天时全天候的探测跟踪。
所述电磁干扰分***包括:压制干扰模块、欺骗干扰模块、导航诱导模块;
其中,压制干扰模块接收来自指挥控制分***的目标应对指令,释放窄带、宽带噪声压制干扰,形成对防御范围内重点目标的大功率噪声干扰压制,阻碍并破坏危险目标的行动;
欺骗干扰模块接收来自指挥控制分***的目标应对指令,释放距离欺骗干扰、速度欺骗干扰、密集转发干扰、间歇采样转发干扰等多种欺骗干扰样式,诱惑并反制危险目标的行动;
导航诱导模块接收来自指挥控制分***的目标应对指令,释放导航欺骗干扰,控制危险目标的飞行指令,通过设定安全可行的危险目标运动轨迹,诱导危险目标前往指定地点并完成悬停或迫。
所述的定向能毁伤分***包括初级能源模块、脉冲调制器模块、宽谱微波源模块、模式转换模块和辐射天线模块。
初级能源模块可将锂电池或者市电所提供的低压电能进行整形和升压,产生数千伏的微妙级脉冲电能用于脉冲调制器模块充电。
脉冲调制器模块将初级能源单元的电信号进一步压缩,产生数百千伏的纳秒级高功率电脉冲。
宽谱微波源模块在高功率电脉冲的激励下产生宽谱高功率微波。
模式转换模块可将TEM模式的高功率微波转换成TE10模式或其他辐射定向性更好的电磁波模式,而后经由辐射天线模块辐射到自由空间;
其中,初级能源模块由通信单元、触发控制单元、超级电容单元、升压单元、脉冲电容器单元等组成。其中通信单元主要用于接收工作指令和反馈工作状态,并把指令发送至触发控制单元。触发控制单元产生时序脉冲信号,触发各路开关。在触发控制单元控制下,市电或锂电池的低压交流电经过升压隔离与全桥整流、滤波、稳压处理和恒流处理,进入超级电容单元存储起来;超级电容单元内储存的电能以脉冲方式进入升压单元升压,进入脉冲电容器单元;脉冲电容器单元内储存的能量经晶闸管开关进入脉冲调制器模块;
脉冲调制器模块由特斯拉型脉冲变压器单元、脉冲形成线单元、环形火花间隙开关单元等组成。功能是将初级能源模块送来的电压数千伏、功率兆瓦级的微秒级脉冲电信号储存起来,经特斯拉型脉冲变压器单元升压和脉冲形成线单元整形后,以电压数百千伏、功率吉瓦级的纳秒级高功率电脉冲输出至宽谱微波源模块;
脉冲调制器模块应当具备输出纳秒级快脉冲信号的能力,其信号的上升沿一般应低于2ns,以激励宽谱微波源产生足够高频率的电磁振荡;
宽谱微波源模块包括同轴开关、谐振腔和滤波器。该模块将脉冲调制器模块送来的高功率电脉冲进行射频调制,形成宽谱高功率微波。同轴开关产生快速短路信号,为谐振腔构建短路端面和谐振边界;谐振腔用于产生特定频率电磁波振荡;滤波器用于滤除带外信号,输出带内信号,同时提高振荡功率转换效率;
宽谱微波源模块的典型结构包括同轴传输线和径向传输线两部分构成,其中径向传输线部分的中心为自击穿火花隙开关,同轴传输线部分输出端连接模式转换模块和脉冲调制器模块。火花隙开关采用环形电极结构,环形电极间距为同轴传输线内外导体间距的一半,径向传输线内外导体间距与同轴传输线内外导体间距相等,以保证环形电极之间电场强度最大,击穿发生在环形电极之间;
宽谱微波源模块应当具备低阻抗特性,其特征阻抗一般应低于10欧姆。宽谱微波源单元优选采用四分之一波长传输线振荡器的技术路线,其内部的绝缘介质可根据实际使用需求具体选择采用干燥空气、氮气或者变压器油;
模式转换模块可将TEM模式的高功率微波转换成TE10模式或其他辐射定向性更好的电磁波模式,其主要结构形式为同轴传输线渐变为空心圆波导;
辐射天线模块应当具备高阻抗特性,其特征阻抗一般应高于100欧姆,以实现辐射天线模块与宽谱微波源模块的阻抗失配,从而引起足够强度的电磁振荡。
所述指挥控制分***包括:态势感知模块、指挥通信模块、显示控制模块;
其中,态势感知模块接收来自侦察探测分***的目标距离、高度、速度等状态信息及目标类型、运动意图、危险等级等势态信息,形成防御范围内重点目标的危险态势;
指挥通信模块用于对各分***及模块实施有效的指挥与控制,并迅速、准确、可靠的传递信息,根据态势感知模块的危险态势。形成并向电磁干扰分***及定向能毁伤分***发送应对指令;
显示控制模块用于所述低慢小空中目标侦干毁一体防控***的人机交互,可视化显示防御范围内重点目标的距离、速度、运动轨迹等状态信息,支持外部参数及指令的智能化控制功能。
所述车载移动平台包括:车载平台、升降平台及伺服平台;
其中,车载平台用于装载所述低慢小空中目标的侦干毁一体防控***并实现灵活移动;
升降平台根据指挥通信模块的升降指令,实现对侦察探测分***、电磁干扰分***及定向能毁伤分***的智能升降,提高侦察、干扰、毁伤的垂直防御范围;
伺服平台根据指挥通信模块的伺服指令,实现对探测雷达模块、跟踪雷达模块及光电跟踪模块的俯仰、方位、转速等智能伺服控制,提高侦察、干扰、毁伤的水平防御范围。
本发明还实现了一种低慢小空中目标检测方法,所述方法包括以下步骤:
(1)对接收到的回波信号进行预处理,将射频模拟信号变为基带数字信号;
(2)对所述基带数字信号分别沿着距离维和脉冲维进行脉冲压缩处理和相参积累处理,得到处理后的回波数据;
(3)将处理后的回波数据按照方位-俯仰单元进行划分,每个方位-俯仰单元称为一个杂波单元,每个杂波单元的回波数据的模值即为该杂波单元单元的杂波幅度,进而建立杂波图;
(4)更新杂波图,雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度估计值pi(k)更新为:
pi(k)=(1-w)pi-1(k)+wqi(k)
其中,w为遗忘因子,pi-1(k)为雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度估计值;qi(k)为雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度采样值;
(5)雷达天线每次扫掠后,通过数据拟合方式,将每个杂波单元的杂波幅度估计值pi(k)在不同时间维度下表示成多参数分布模型的概率密度函数形式F(qi(k)),具体为:
F(p(k))=λ1f1(p(k))+λ2f2(p(k))+λ3f3(p(k))+λ4f4(p(k))
其中,F(p(k))表示第k个杂波单元杂波幅度为p(k)的概率密度函数,f1(p(k))、f2(p(k))、f3(p(k))和f4(p(k))分别表示杂波幅度瑞利分布、威布尔分布、对数正态分布和K分布模型,λ1、λ2、λ3、λ4分别表示杂波幅度各分布模型的加权系数,且有λ1+λ2+λ3+λ4=1。
(6)根据雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度采样值qi(k)所对应的杂波分布模型概率F(qi(k))及***设定的检测虚警概率Pfa通过查表法确定第k个杂波单元的相对检测门限T;
(7)计算杂波单元的绝对检测门限,第k个杂波单元的绝对检测门限Vk表示为:
Vk=T·pi(k)
(8)通过比较第k个杂波单元的杂波幅度采样值记为qi(k)与绝对检测门限Vk的大小关系,实现杂波抑制及目标检测。
以上方法基于本发明公开的一种低慢小空中目标侦干毁一体防控***中的探测雷达模块所实现。
图3所示的是低慢小空中目标侦干毁一体防控***的杂波抑制效果示意图;通过构建的多参数杂波幅度直方图分布模型的概率密度函数,智能学习杂波背景并自适应调整检测门限,可有效实现复杂电磁环境下的强杂波抑制。
图4所示的是通过某城市环境下真实实验场景及搭建的性能测试***得到的干扰抑制及低慢小空中目标检测跟踪效果示意图。
可以理解的是,在本发明的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分,并不用来限制本发明的实施例的范围。
以上内容本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低慢小空中目标侦干毁一体防控***,其特征在于,所述***包括侦察探测分***、指挥控制分***、电磁干扰分***和定向能毁伤分***;
所述侦察探测分***用于通过多种探测方式协调配合完成对目标的探测跟踪,获取目标状态信息和势态信息,并将目标状态信息和势态信息传送至指挥控制分***;
所述指挥控制分***用于接收来自侦察探测分***的目标状态信息和势态信息,综合分析评判危险态势,生成并发送应对指令;
所述电磁干扰分***用于根据指挥控制分***下发的应对指令,对目标定向辐射干扰信号;
所述定向能毁伤分***用于根据指挥控制分***下发的应对指令,对目标定向辐射微波。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述侦察探测分***包括:探测雷达模块、跟踪雷达模块和光电探测跟踪模块;
所述探测雷达模块用于基于相控阵雷达,发射雷达波探测目标,根据雷达回波数据解算出目标探测信息,实现对目标的探测;
所述跟踪雷达模块用于,根据目标探测信息解算目标状态信息,并建立飞行航迹,基于飞行航迹推导目标势态信息,对目标进行跟踪,同时将目标状态信息和势态信息实时上报给指挥控制分***;所述目标状态信息包括距离、方位、坐标、俯仰以及飞行速度中的至少一个;所述势态信息包括目标类型、运动意图和危险等级中的至少一个;
所述光电探测跟踪模块包括可见光探测跟踪单元和红外探测跟踪单元;所述光电探测跟踪模块用于,基于可见光及红外成像方式对探测范围内目标的探测和跟踪。
3.根据权利要求2所述的***,其特征在于,所述探测雷达模块中包括雷达前端、实时数据处理单元和雷达管理单元,其中:
所述雷达前端用于,将雷达天线接收到的雷达回波信号进行预处理并转变为基带数字信号;
所述实时数据处理单元用于:
对基带数字信号进行脉冲压缩处理和相参积累处理,得到处理后的回波数据;
将所述回波数据按照方位-俯仰单元进行划分,每个方位-俯仰单元称为一个杂波单元,每个杂波单元的回波数据的模值即为该杂波单元单元的杂波幅度;
利用杂波幅度更新杂波幅度估计值:
再通过数据拟合方式,将杂波单元的杂波幅度估计值在不同时间维度下表示成多参数分布模型的概率密度函数形式;
根据杂波单元的杂波幅度估计值的概率密度和***设定的检测虚警概率通过查表法确定杂波单元的相对检测门限;
基于杂波单元的相对检测门限和杂波幅度估计值计算得到绝对检测门限;通过比较杂波单元的杂波幅度与绝对检测门限的大小关系,实现杂波抑制及目标检测;
所述雷达管理单元用于将检测到的目标信号实时传送给指挥控制分***。
4.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述指挥控制分***包括:态势感知模块、指挥通信模块和显示控制模块;
所述态势感知模块用于接收来自侦察探测分***的目标状态信息和势态信息,形成探测范围内目标的危险态势;
所述指挥通信模块用于对各分***实施指挥与控制,根据目标的危险态势,形成应对指令并发送至电磁干扰分***和定向能毁伤分***;
所述显示控制模块用于进行人机交互,可视化探测范围内目标的状态信息,支持外部参数及指令的控制功能。
5.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述电磁干扰分***包括:压制干扰模块、欺骗干扰模块和导航诱导模块;
所述压制干扰模块用于接收来自指挥控制分***的应对指令,对干扰范围内的目标释放窄带和宽带噪声压制干扰信号;
所述欺骗干扰模块用于接收来自指挥控制分***的应对指令,对干扰范围内目标释放欺骗干扰信号;所述欺骗干扰信号包括距离欺骗干扰、速度欺骗干扰、密集转发干扰和间歇采样转发干扰中的至少一种;
所述导航诱导模块用于接收来自指挥控制分***的应对指令,对干扰范围内目标释放导航诱导干扰信号。
6.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述定向能毁伤分***包括:初级能源模块、脉冲调制器模块、宽谱微波源模块、模式转换模块和辐射天线模块;
所述初级能源模块用于将电池或市电所提供的电能进行整形和升压,产生微秒级脉冲电能用于脉冲调制器模块充电;
所述脉冲调制器模块用于将初级能源模块的电信号进一步压缩,产生纳秒级电脉冲;
所述宽谱微波源模块用于在所述纳秒级电脉冲的激励下产生宽谱高功率微波;
所述模式转换模块用于将TEM模式的所述宽谱高功率微波转换成辐射定向性更好的电磁波模式,之后经由辐射天线模块向目标定向辐射。
7.根据权利要求6所述的***,其特征在于,所述脉冲调制器模块具备输出纳秒级电脉冲信号的能力,所述信号的上升沿低于2ns;所述脉冲调制器模块采用特斯拉型脉冲变压器复合脉冲形成线的技术路线;
所述宽谱微波源模块的特征阻抗低于10欧姆;宽谱微波源模块采用四分之一波长传输线振荡器的技术路线;
所述辐射天线模块的特征阻抗高于100欧姆。
8.根据权利要求1所述的***,其特征在于,所述***还包括车载移动平台,所述车载移动平台包括:车载平台、升降平台和伺服平台;
所述车载平台用于装载和移动所述***;
所述升降平台用于根据指挥控制分***的升降指令,实现对侦察探测分***、电磁干扰分***及定向能毁伤分***的升降;
所述伺服平台用于根据指挥控制分***的伺服指令,实现对侦察探测分***中各种探测设备的伺服控制。
9.一种低慢小空中目标检测方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)对接收到的回波信号进行预处理,将射频模拟信号变为基带数字信号;
(2)对所述基带数字信号分别沿着距离维和脉冲维进行脉冲压缩处理和相参积累处理,得到处理后的回波数据;
(3)将处理后的回波数据按照方位-俯仰单元进行划分,每个方位-俯仰单元称为一个杂波单元,每个杂波单元的回波数据的模值即为该杂波单元单元的杂波幅度,进而建立杂波图;
(4)更新杂波图,雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度估计值pi(k)更新为:
pi(k)=(1-w)pi-1(k)+wqi(k)
其中,w为遗忘因子,pi-1(k)为雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度估计值;qi(k)为雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度采样值;
(5)雷达天线每次扫掠后,通过数据拟合方式,将每个杂波单元的杂波幅度估计值pi(k)在不同时间维度下表示成多参数分布模型的概率密度函数形式F(qi(k));
(6)根据雷达天线第i次扫掠后第k个杂波单元的杂波幅度采样值qi(k)所对应的杂波分布模型概率F(qi(k))及***设定的检测虚警概率Pfa通过查表法确定第k个杂波单元的相对检测门限T;
(7)计算杂波单元的绝对检测门限,第k个杂波单元的绝对检测门限Vk表示为:
Vk=T·pi(k)
(8)通过比较第k个杂波单元的杂波幅度采样值记为qi(k)与绝对检测门限Vk的大小关系,实现杂波抑制及目标检测。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述杂波幅度估计值pi(k)在不同时间维度下表示成多参数分布模型的概率密度函数形式F(qi(k)),具体为:
F(p(k))=λ1f1(p(k))+λ2f2(p(k))+λ3f3(p(k))+λ4f4(p(k))
其中,F(p(k))表示第k个杂波单元杂波幅度为p(k)的概率密度函数,f1(p(k))、f2(p(k))、f3(p(k))和f4(p(k))分别表示杂波幅度瑞利分布、威布尔分布、对数正态分布和K分布模型,λ1、λ2、λ3、λ4分别表示杂波幅度各分布模型的加权系数,且有λ1+λ2+λ3+λ4=1。
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