基于数据关联的相控阵雷达弱目标多帧联合探测技术研究

发布时间：2021-06-29 02:03

　　未来战场中将大量出现隐身无人机、导弹等微弱目标,机载雷达需要具备对微弱目标远距离的探测能力,以为载机获得足够的预警时间。但目前随着目标隐身技术、反侦察技术的发展,使得机载雷达对于远距离弱目标的探测面临严峻的挑战。多帧联合检测技术（Multi-frame detection,MFD）可有效增加机载雷达对弱目标的探测距离、提升探测能力。但多帧处理需要占用大量的雷达系统资源,面对机载雷达,尤其是机载火控雷达日益增加的多目标、多任务要求,在任何工作模式和探测场景下均调用多帧联合处理是不合理的。因此如何更高效地利用机载火控雷达的功率、时间和存储等资源成为亟待解决的问题。本文就多帧联合处理算法优化、目标跟踪过程中多帧联合处理调用策略两个方面进行研究。主要工作包括:（1）建立机载雷达对空域目标的探测场景,将目标分远、中、近三个区域,建立了包含匀变速、蜿蜒转弯、过载转弯、匀速圆周等一系列目标运动场景,并分析了目标在转弯过程中姿态角变化引起的目标RCS变化。（2）优化多帧联合处理算法,在传统基于动态规划以最大后验概率为积累量（DP-MAP）的多帧联合检测算法基础上,结合运动目标状态信息在帧间的变化,构造... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

DP-SP算法与DP-PMAP算法不同预设加速时对邻近目标的积累效果图

电子科技大学硕士学位论文28(a)(b)图3-5不同加速度模型下DP-PMAP算法对邻近目标的积累效果图。(a)模型加速度设定为3g；(b)模型加速度设定为2.2g由(b)图可知当预先设定模型中的加速度为2.2g时，DP-PMAP算法对于邻近目标已无法分辨。因此本章的算法对于单目标的检测与跟踪性能较好，但对于邻近目标的分辨力易受目标机动性影响。3.3.2算法检测性能分析多帧联合处理的目的为提高对弱目标的检测性能，衡量检测性能的指标为发现概率与虚警概率，与2.3.3节一致，本节主要分析在系统虚警概率为106条件下，基于帧间罚函数的多帧联合处理算法（DP-PMAP）的发现概率。首先通过蒙特卡洛仿真在无目标的情况下，不同积累帧数对应的门限值，之后加入目标信息分析多帧积累后的值函数的最大值是否超过对应帧序的门限，且该最大值点所在的距离维、多普勒维信息与真实目标相状态值相差是否在D个分辨单元内。D的具体数值大小取决于雷达平台的工作参数，并且在基于动态规划算法的多帧联合算法中会出现积累值函数扩散的现象，因此为保证发现概率统计的准确性，这里D的取值稍大，设定为3。将以上判决条件作为发现概率的衡量标准，经过300次蒙特卡洛仿真得到以下检测性能图：

第四章基于丢失数据补充的多帧联合检测算法41(a)(b)图4-6单帧虚警率为5104时跨帧积累结果图。(a)4帧积累；(b)7帧积累图中结果表明单帧CFAR处理后每帧数据量大大减少，很大程度上减轻了系统存储资源与计算资源的负担。由于第四帧真实目标信息丢失，因此4帧的跨帧积累的结果中无法得到目标，而在第7帧中目标明显突出，这是1、2、3帧联合跨帧积累的结果，跨帧积累实质上实现了4帧数据的积累，之后进行门限判决应采取4帧相对应的门限进行判决。面对跨帧积累门限判决会出现大量虚警的情况，之后对过门限值的状态点进行航迹回溯与数据补充，经过数据补充后再次调用多帧联合处理的积累结果如下：(a)(b)


本文编号：3255494