地面侦察雷达的目标检测算法研究及DSP实现

发布时间：2020-05-19 13:24

【摘要】：地面侦察雷达是获取地面战场上人员、车辆情报的重要手段,在战争年代发挥了巨大作用。新时期广泛应用的遥控机器人、无人机具有移动速度慢、隐蔽性强、雷达反射面积小等特点,传统地面侦察雷达难以对这类慢速小目标形成有效监测。本文结合某新型地面侦察雷达对慢速小目标的检测需求,从杂波抑制、慢小目标检测算法等方面开展研究,并完成了雷达目标检测与系统管控模块的DSP软件开发。本文的主要工作如下:(1)杂波抑制技术研究。在研究了杂波产生原理及其统计特性的基础上,分析了多种雷达杂波幅度分布模型和功率分布模型;使用零记忆非线性变换法模拟了地面侦察雷达的接收杂波;在此基础上讨论了 MTI、MTD、杂波图等杂波抑制技术并通过仿真分析了各方法的优缺点。(2)雷达的目标检测技术。首先讨论了一种变化指数恒虚警检测器;然后分析了基于粒子滤波的概率假设密度滤波器在目标检测中的应用;最后结合恒虚警检测方法提出了一种CFAR-PF-PHD检测方法,该方法使用双门限VI-CFAR检测器对数据进行预处理并分类,再将分类后的数据降维处理并使用PF-PHD对疑似目标进行识别跟踪。仿真结果表明该方法精度较高,计算复杂度低,具有良好的慢小目标检测性能。(3)目标检测算法在多核DSP上的实现。针对雷达目标检测模块的功能需求,完成了目标检测及系统管控模块DSP系统架构搭建,使用多核并行计算实现了目标检测算法功能并优化了 DSP程序,提高了系统的执行效率,满足了复杂算法的实时性要求。该系统已成功应用于某新型外贸便携式地面侦察雷达。
【图文】：

图２．３邋Ｒｉｃｅ分布逡逑９逡逑

动会导致杂波出现多普勒扩展，同时呈现出随机特性。因此，总的杂波功率谱由静止杂？逡逑波分量和随机分量叠加组成。我们通常采用高斯模型、全极模型和指数模型来描述杂波逡逑功率谱中的随机分量，如图２．６所示。逡逑１逦１逦１邋Ｉ邋Ｉ逦逦１逦１逦１逦１逦１逦逡逑１逦Ｉ逦＋逦１逦邋１逦４－逦逦１逦逡逑０邋８邋Ｔ邋１邋－逦－邋Ｔ逦１逦邋逦十邋１邋－逦－■邋４－邋！逦逡逑W：：：逡逑－６００逦－４００逦－２００逦０逦２００逦？０逦６００逦－？0０逦－４００逦－２００逦0邋２００逦４００逦６００逡逑财丨时逦洰丨时逡逑ａ）邋？斯功率谱逦ｂ）立方功率谱逡逑ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逦ｉ逡逑１邋邋１逦１邋Ａ逦１邋－——逡逑０＿８逦十逦１逦逦ｉ逦１逦逡逑Ｉ０＇６逦Ｔ逦！邋￣邋－逦￣邋Ｔ逦＇逦逡逑■６００逦■？０逦－２００逦０逦２００逦４００逦６００逡逑８１４－邋ｆ／Ｈｌ逡逑Ｃ）指数功率谱逡逑图２．６杂波功率谱模型逡逑高斯模型，即高斯谱，可表示为逡逑ｓ｛／）邋＝邋ｓ0＾ｐ邋￣＾￣ｒ￣逦（２．１．１０）逡逑式中，５；为杂波平均功率，＾为杂波功率谱的标准差，力为杂波中心多普勒频率。逡逑全极模型，即全极谱，它与高斯谱相比具有更长的拖尾，可表示为逡逑式中，５■。为杂波平均功率，，力为杂波中心多普勒频率，NB为归一化特征频率，表示杂波逡逑归一化功率谱的３ｄＢ带宽。逡逑当《邋＝邋２时
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN959;E933

【参考文献】

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本文编号：2670952