一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭的不可分辨多目標檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭不可分辨多目標檢測方法，包括如下步驟：對不可分辨多目標建模，建立信號向量與參數(shù)向量的關(guān)系；根據(jù)所建模型中的參數(shù)，采用粒子集合描述跟蹤信息；將該粒子集合作為粒子的先驗集合，對該粒子集合進行重采樣，所得到的粒子復(fù)制到后驗粒子集合中，并重復(fù)此操作Np次，得到k-1時刻的后驗粒子集合；計算先驗粒子的權(quán)值并歸一化，并通過計算目標觀測量下的邊緣后驗密度，得到k時刻雷達天線指向向量，本發(fā)明通過將跟蹤狀態(tài)信息和粒子濾波有效結(jié)合，實現(xiàn)了雷達波束內(nèi)同一距離和速度單元內(nèi)對多目標的分辨能力，獲取多個不可分辨多目標的角度信息，提高了雷達導(dǎo)引頭角跟蹤精度和穩(wěn)定度，同時提高了抗角閃爍的能力。
【專利說明】一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭的不可分辨多目標檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及目標跟蹤技術(shù)，特別是涉及一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭的不可分辨多目標檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目標跟蹤技術(shù)無論是在軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域如防空、空中交通管制、空中導(dǎo)彈防御、衛(wèi)星監(jiān)控、空中目標攻擊、機載預(yù)警、地面預(yù)警系統(tǒng)等均有廣泛的應(yīng)用。改善現(xiàn)有裝備的硬件設(shè)備，比如采用陣列天線、高分辨力雷達等能顯著提高目標跟蹤能力，但目前單脈沖雷達廣泛裝備于制導(dǎo)武器中，若是整體更新?lián)Q代，將帶來巨大的費用，因此不改變現(xiàn)有裝備，實現(xiàn)導(dǎo)引頭的多目標檢測是較為經(jīng)濟的手段。
[0003]傳統(tǒng)單脈沖雷達導(dǎo)引頭目標檢測的方法主要有比幅法(振幅定向法)、比相法、相位-幅度比較法三種。
[0004]比幅法(振幅定向法)單脈沖雷達中，為了確定一個平面內(nèi)的角坐標，就需要形成兩個互相疊交的天線方向圖，并且它們的中心線對等強信號方向偏離的角度分別為土 Θ °。當目標在偏離等強信號方向Θ處時，由兩個波束收到信號的振幅差即表示目標對等強信號方向的偏移量，振幅差值的符號表示等強信號方向相對于目標的偏離方向。當?shù)葟娦盘柗较蚺c目標重合時，由兩個波束收到回波信號的振幅相等，其差值就等于零。
[0005]比相法是將兩個天線所收到信號的相位加以比較來確定目標在一個坐標平面內(nèi)的方向。在較遠的區(qū)域內(nèi)，兩個天線都照射著同一空間范圍。因此，由點目標反射回來的信號，實際上是振幅相同，而相位不同。根據(jù)兩個分開的天線所收到回波信號的相位差來確定到達角。
[0006]相位-幅度比較法中，采用兩個跟蹤坐標，一個跟蹤坐標內(nèi)用比幅法，另一個跟蹤坐標內(nèi)用比相法。該方法除了因目標噪聲而存在交調(diào)失真項和可能發(fā)生模糊跟蹤點外，其他與比幅、比相法相同。
[0007]上述三種方法為傳統(tǒng)的單脈沖雷達常用的目標檢測跟蹤方法，但這些方法在檢測目標數(shù)量上受到限制，即最多可檢測兩個目標，遠遠不能滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場對武器裝備的需求。
[0008]傳統(tǒng)單脈沖雷達的偏離角度是復(fù)角度表示的實部，而不可分辨目標或多路徑的存在使其實部變形，即使角度表示產(chǎn)生誤差或錯誤，從而使其存在虛部，該虛部可通過處理差信號的正交相位部分而非常容易地得到。因此，兩個不可分辨目標的角度、幅度比和相對相位從理論上可通過兩個脈沖間隔的復(fù)角度表示的測量而得到，且這種復(fù)角度表示方法無需改變天線方向圖從而獲取角誤差，但該方法通過復(fù)匹配濾波器最多可提取兩個不可分辨目標。
[0009]對于多目標的檢測問題一直是單脈沖雷達所需解決的棘手問題，應(yīng)用于服役的單脈沖雷達大多采用傳統(tǒng)的比幅、比相，或更進一步采用最大似然法，但最多只可檢測出2個目標。
[0010]另外，角閃爍問題是影響單脈沖雷達導(dǎo)引頭目標檢測、角度跟蹤精度的重要因素之一，當導(dǎo)引頭接近目標時，復(fù)雜目標不同部位的散射強度和相對相位的隨機變化，必然造成目標回波相位隨機波前面的畸變，波前在接收天線口徑面上的傾斜和隨機擺動必然引起測角誤差。目標角閃爍在本質(zhì)上屬于目標的特征信號，是跟蹤雷達本身無法克服的問題，從目標特性研究的角度上來看，凡尺寸與波長相比擬，具有兩個或以上等效散射中心的任何體目標，都會產(chǎn)生角閃爍線偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之一目的在于提供一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭的不可分辨多目標檢測方法，通過將跟蹤狀態(tài)信息和粒子濾波有效結(jié)合，實現(xiàn)了雷達波束內(nèi)同一距離和速度單元內(nèi)對多目標的分辨能力，獲取多個不可分辨多目標的角度信息，提高了雷達導(dǎo)引頭角跟蹤精度和穩(wěn)定度，同時提高了抗角閃爍的能力。
[0012]本發(fā)明之另一目的在于提供一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭的不可分辨多目標檢測方法，其可降低信號處理的計算量，滿足單脈沖雷達導(dǎo)引頭跟蹤實時性要求。
[0013]為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭不可分辨多目標檢測方法，包括如下步驟:
[0014]步驟一，對不可分辨多目標建模，建立信號向量與參數(shù)向量的關(guān)系；
[0015]步驟二，根據(jù)所建模型中的參數(shù)，采用粒子集合.
【權(quán)利要求】
1.一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭不可分辨多目標檢測方法，包括如下步驟:步驟一，對不可分辨多目標建模，建立信號向量與參數(shù)向量的關(guān)系；步驟二，根據(jù)所建模型中的參數(shù)，采用粒子集合
2.如權(quán)利要求1所述的一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭不可分辨多目標檢測方法，其特征在于:信號向量 z = [Sl daI deI sQ daQ deQ]T ;參數(shù)向量 ΦΝ = [α 01，…，a 0N, nal,..., naN, nei,..., rUN]T，其中，sQ分別為和信號的I相和Q相；da1、daQ分別為方位差信號的I相和Q相；(!『‘分別為俯仰差信號的I相和Q相；N為不可分辨目標數(shù)；a nai> nei分別為信號的幅度、方位向DOA、俯仰向DOA。
3.如權(quán)利要求2所述的一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭不可分辨多目標檢測方法，其特征在于:于步驟一中，假設(shè)目標為斯威林類型，建立信號向量與參數(shù)向量的關(guān)系。
4.如權(quán)利要求3所述的一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭不可分辨多目標檢測方法，其特征在于:于步驟四之前，采用距離門對跟蹤檢測進行分組，每組對應(yīng)一個驗證矩陣。
5.如權(quán)利要求4所述的一種單脈沖雷達導(dǎo)引頭不可分辨多目標檢測方法，其特征在于:于步驟三中，每次遞歸中采用貝葉斯模型選擇確定檢測事件。
【文檔編號】G01S13/66GK103675808SQ201310636748
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】胡秀娟, 計春雷, 黎明 申請人:上海電機學(xué)院