[發明專利]基于重構時間采樣的機載機動目標檢測方法

無效

• 申請號: 201110274367.9
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102435985A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 吳仁彪;李海;王小寒
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

技術領域

本發明屬于雷達信號處理技術領域，特別是涉及一種基于重構時間采樣的機載機動目標檢測方法。

背景技術

在現代戰爭中，掌握制空權是贏得戰爭勝利的重要保證，而機載預警雷達在其中起著舉足輕重的作用。由于這種雷達以高空飛行的飛機作為載體，對要檢測的目標，特別是低空或超低空飛行的目標，其可視距離要比地基雷達遠得多，因而大大增加了預警時間。但相對于地基雷達來說，機載預警雷達處于下視工作狀態，其面臨著更加復雜的地(海)雜波問題，雜波不僅分布范圍廣，強度大，而且呈現空是二維耦合分布特性，從而導致目標常淹沒在強雜波背景中，結果檢測目標能力受到嚴重影響。空時自適應處理(Space-Time?Adaptive?Processing，STAP)是一種有效的機載預警雷達地雜波抑制手段。然而，傳統的STAP方法都是假設在相干處理時間(Coherent?Processing?Interval，CPI)內目標回波多普勒頻率恒定，但當來襲目標具有很強的機動性時，其在一個CPI內目標回波多普勒頻率隨時間發生變化，即發生多普勒走動，使得傳統的STAP方法相參積累性能大大下降，從而導致目標檢測能力下降。

當機動目標做勻加速運動時，目標的回波信號為線性調頻(Linear?Frequency?Modulation，LFM)信號。FRFT是一種廣義的傅里葉變換方法，它將信號分解在分數階傅里葉域的一組正交的chirp基上，這就給LFM信號的分析和處理帶來了可能性。同時FRFT是一種一維的線性變換，在檢測多個機動目標時它不會像Wigner-Ville變換那樣產生交叉項，而且它的數值計算可借助FFT快速實現，計算簡單，易于實現，因此受到廣泛重視。

將FRFT與STAP相結合為空中機動目標的檢測提供了一條可能的途徑。但是，在地基雷達和合成孔徑雷達(Synthetic?Aperture?Radar，SAR)上利用FRFT來估計機動目標參數時都需要較多的脈沖點數，否則估計精度難以滿足要求。由于這一原因，上述方法難以直接應用到機載預警雷達中，因為當雷達脈沖重復頻率一定時，較多的脈沖點數意味著CPI加長，這會引起雜波和目標的距離走動，給后續處理帶來更大困難。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種能夠提高參數估計精度的基于重構時間采樣的機載機動目標檢測方法。

為了達到上述目的，本發明提供的基于重構時間采樣的機載機動目標檢測方法包括按順序進行的下列步驟：

1)對雷達接收到的總回波數據進行雜波抑制的S1階段：本階段利用子空間投影技術對雷達接收到的回波數據進行雜波抑制，然后進入下一步S2階段；

2)利用空間采樣來重構時間采樣的S2階段：本階段利用干涉SAR中相位展開的思想，采用空間采樣來重構時間采樣，等效于提高了單個陣元的時間采樣點數；重構完成后進入下一步S3階段；

3)對重構后的數據進行FRFT變換的S3階段：本階段對S2階段重構后的數據進行FRFT變換，然后進入下一步S4階段；

4)構造代價函數，估計參數結果的S4階段：構造代價函數，將其最大值所對應的參數作為估計結果，至此所述的檢測過程結束。

本發明提供的基于重構時間采樣的機載機動目標檢測方法是利用干涉SAR中相位展開的思想，采用空間采樣來重構時間采樣，等效于增加了單個陣元的脈沖點數，因此可以提高參數估計精度。

附圖說明

圖1為本發明提供的基于重構時間采樣的機載機動目標檢測方法流程圖。

圖2(a)為4個陣元數據拼接前時頻圖。

圖2(b)為4個陣元數據拼接后時頻圖。

圖3為LFM信號的WVD分布及其在分數階Fourier域上的投影圖。

圖4為總回波的功率譜。

圖5為雜波抑制后的功率譜。

圖6為單個陣元做FRFT變換的實驗結果。

圖7為每個陣元的數據做FRFT變換后進行非相干積累的實驗結果。

圖8為8個陣元進行拼接后做FRFT變換的實驗結果。

圖9(a)為初始速度均方根誤差隨信噪比變化曲線。

圖9(b)為加速度均方根誤差隨信噪比變化曲線。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的基于重構時間采樣的機載機動目標檢測方法進行詳細說明。