基于数据处理和信号处理一体化的低空小目标检测技术

摘要

在现代社会，雷达的应用领域得到了很大的扩展，虽然各种用途的雷达层出不穷，但是雷达的最基本任务还是对各种目标进行检测和跟踪。但是，随着军事领域各种隐形飞行器技术的发展，涌现出以美国的F22为代表的一大批高隐身性能的飞行器；而在非军事领域以“大疆”民用无人机为代表的各种商用、民用小型飞行器也得到了蓬勃发展。这就使得发现、跟踪这些RCS很小的目标变得越发重要起来。在面对这些小目标时，经典的雷达信号处理流程显得无能为力。另一方面，军用的隐形飞行器除了有小的RCS往往还拥有低空突防的能力；而民用小型飞行器，天生具有低空飞行的能力。综合上面两个原因，发现并跟踪低空小目标的是一个亟需研究的问题。 首先，对选题背景等进行简单介绍。然后，通过分析研究传统的检测跟踪体制，指出先检测后跟踪方法的不足并在此基础上引入了新的检测跟踪体制，也就是所谓的TBD技术。 接下来，针对低空目标的检测问题进行研究，提出一种基于相位信息的杂波图技术，用以解决已有低空目标检测技术中难以避免的自遮蔽问题。然后对航迹起始算法进行研究。先对几种最基本的航迹起始算法，以及其实现方法进行介绍并利用MATLAB进行数据仿真。通过分析仿真结果对这几种基本的航迹起始算法的效果进行比较。在虚假目标稀疏和密集的两种环境下，分别指出这些算法的不同效果以及它们的适应性。接着介绍了几种常用的改进算法，并对其中的“利用多普勒信息”的航迹起始算法进行仿真，分析结果证明，这种算法在虚假点迹较多时也能取得比较理想的效果。然后提出一种利用航迹质量并结合修正的逻辑法进行航迹起始的方法，此方法可以在修正的逻辑法基础上有效地减少虚假航迹的发生。此外还介绍了一种使用跟踪信息的一体化技术，这种方法能提升小目标的检测效果。 最后，结合具体项目，详细叙述了一个基于Qt的数据处理和显示系统的实现方法，为基于信号处理和数据处理的一体化检测技术打下实践基础。

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