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专利号: 2023100411154
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种连续波雷达悬停小型无人机探测方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:设置两组通道采集连续波雷达的回波信号,一组为参考通道,一组为接收通道,其中,参考通道的采集数据为无目标时的回波信号,接收通道的采集数据为需要检测是否有目标存在时的回波信号;

采用改进的卡尔马斯滤波器,对所采集的回波信号中的地物杂波进行抑制;

基于参考通道和接收通道的采集数据,分别通过短时傅里叶变换获得探测区域的杂波时频信号和目标时频信号;

基于获得的杂波时频信号和目标时频信号,进行剩余回波均值相消滤波,获得杂波时域信号和目标回波时域信号;

基于获得的杂波时域信号和目标回波时域信号,进行自适应恒虚警检测,获得目标时域特性图;

基于获得的目标时域特性图,采用峰值法进行参数估计,获得每个采样时刻信号幅值最大的多普勒单元;

根据获得的多普勒单元的信号能量进行求和,当求和结果大于杂波时频特性对应多普勒单元的信号能量求和的一定倍数时,认为有悬停无人机存在;

所述剩余回波均值相消滤波,包括以下步骤:将杂波时频信号在频域中通过卡尔马斯滤波器进行滤波,再通过逆短时傅里叶变换,获得杂波时域信号;

将目标时频信号通过卡尔马斯滤波器进行滤波,再通过逆短时傅里叶变换,接着与杂波时域信号相减,获得回波时域信号。

2.根据权利要求1所述的连续波雷达悬停小型无人机探测方法,其特征在于,所述自适应恒虚警检测,包括以下步骤:将杂波时频特性每个单元附近的个检测单元信号幅值均值设置为门限;

将目标时频特性中每个单元的信号幅值与该单元中得到的门限值进行比较;

若大于门限则该单元信号幅值不变;若小于门限则将该单元信号幅值设置为0;

处理完成后重新得到目标时域特性图。

3.根据权利要求1所述的连续波雷达悬停小型无人机探测方法,其特征在于,所述卡尔马斯滤波器的改进方法,包括以下步骤:设计 组MTI级联FFT滤波器组;

将第零号和第 号滤波器的幅频响应相减并取绝对值,再级联一个截止频率为的低通滤波器,获得改进的卡尔马斯滤波器的幅频响应为     (1);

式中, 为脉冲重复周期。

4.根据权利要求3所述的连续波雷达悬停小型无人机探测方法,其特征在于,所述 组滤波器的权值为         (2);

式中, 表示第 个抽头, 表示第 个滤波器。

5.根据权利要求4所述的连续波雷达悬停小型无人机探测方法,其特征在于,第 个滤波器的频率响应函数为(3);

式中, 为脉冲重复周期。

6.根据权利要求5所述的连续波雷达悬停小型无人机探测方法,其特征在于,滤波器的幅频特性为(4);

式中, 为脉冲重复周期。

7.一种连续波雷达悬停小型无人机探测装置,其特征在于,所述装置包括:回波信号采集模块:用于设置两组通道采集连续波雷达的回波信号,一组为参考通道,一组为接收通道,其中,参考通道的采集数据为无目标时的回波信号,接收通道的采集数据为需要检测是否有目标存在时的回波信号;

地物杂波抑制模块:用于采用改进的卡尔马斯滤波器,对所采集的回波信号中的地物杂波进行抑制;

时频特性获取模块:用于基于参考通道和接收通道的采集数据,分别通过短时傅里叶变换获得探测区域的杂波时频信号和目标时频信号;

剩余回波均值相消滤波模块:用于基于获得的杂波时频信号和目标时频信号,进行剩余回波均值相消滤波,获得杂波时域信号和目标回波时域信号;

目标时域特性图获取模块:用于基于获得的杂波时域信号和目标回波时域信号,进行自适应恒虚警检测,获得目标时域特性图;

多普勒频率估计模块:用于基于获得的目标时域特性图,采用峰值法进行参数估计,获得每个采样时刻信号幅值最大的多普勒单元;

无人机判断模块:用于根据获得的多普勒单元的信号能量进行求和,当求和结果大于杂波时频特性对应多普勒单元的信号能量求和的一定倍数时,认为有悬停无人机存在;

所述剩余回波均值相消滤波,包括以下步骤:将杂波时频信号在频域中通过卡尔马斯滤波器进行滤波,再通过逆短时傅里叶变换,获得杂波时域信号;

将目标时频信号通过卡尔马斯滤波器进行滤波,再通过逆短时傅里叶变换,接着与杂波时域信号相减,获得回波时域信号。

8.一种连续波雷达悬停小型无人机探测装置,其特征在于,包括处理器及存储介质;

所述存储介质用于存储指令;

所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1 6任一项所述方法的步~骤。

9.计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1 6任一项所述方法的步骤。

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