[發(fā)明專利]雷達(dá)動目標(biāo)Radon-分?jǐn)?shù)階傅里葉變換長時間相參積累檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310053874.9
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103176178A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳小龍;關(guān)鍵;何友;包中華;柴勇;王國慶;蔡復(fù)青;宋杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍航空工程學(xué)院
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.雷達(dá)動目標(biāo)Radon-分?jǐn)?shù)階傅里葉變換長時間相參積累檢測方法，其特征在于包括以下技術(shù)措施：

步驟一、雷達(dá)回波距離向解調(diào)、脈壓，完成脈內(nèi)積累：在相參雷達(dá)接收端，將接收并經(jīng)過放大和限幅處理后得到的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向和方位向采樣，通常距離向采樣間隔等于雷達(dá)距離分辨單元，方位向采樣頻率等于脈沖重復(fù)頻率，以保證在距離向和方位向的相參積累時間中運(yùn)動目標(biāo)的回波能夠被完整采集，對距離向的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)和脈沖壓縮處理，完成脈內(nèi)積累，并存儲處理后的距離-時間(方位)二維數(shù)據(jù)矩陣；

步驟二、長時間脈間相參積累參數(shù)初始化：根據(jù)雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)和波束駐留時間，確定相參積累時間、相參積累脈沖數(shù)、距離搜索范圍和間隔，根據(jù)待檢測目標(biāo)的類型和運(yùn)動狀態(tài)，確定預(yù)期補(bǔ)償?shù)某跛俣群图铀俣人阉鞣秶烷g隔；

步驟三、Radon-分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(Radon-FRactional?Fourier?Transform，RFRFT)補(bǔ)償距離和多普勒徙動，完成長時間脈間相參積累：沿搜索距離、搜索初速度和搜索加速度確定的目標(biāo)運(yùn)動點(diǎn)跡，抽取距離-時間(方位)二維數(shù)據(jù)矩陣得到長時間相參積累所需的數(shù)據(jù)矢量，并對其進(jìn)行RFRFT運(yùn)算，其中RFRFT所需的變換階數(shù)由搜索加速度并進(jìn)行量綱歸一化處理確定；

步驟四、遍歷所有距離、初速度和加速度的搜索范圍，重復(fù)步驟三，構(gòu)建距離-RFRFT域檢測單元圖；

步驟五、對檢測單元圖進(jìn)行恒虛警(Constant?False?Alarm?Ratio，CFAR)檢測，判決目標(biāo)的有無：將構(gòu)建的距離-RFRFT域檢測單元圖的幅值作為檢測統(tǒng)計量，并與給定虛警概率下的自適應(yīng)檢測門限進(jìn)行比較，如果檢測單元的幅值高于門限值，判決為存在運(yùn)動目標(biāo)信號，否則判決為沒有運(yùn)動目標(biāo)信號，繼續(xù)處理后續(xù)的檢測單元；

步驟六、目標(biāo)運(yùn)動參數(shù)估計，并輸出目標(biāo)的運(yùn)動點(diǎn)跡：根據(jù)目標(biāo)所在的距離-RFRFT域檢測單元所對應(yīng)的距離、初速度和加速度作為目標(biāo)運(yùn)動參數(shù)估計值，將其對應(yīng)的搜索曲線作為目標(biāo)的運(yùn)動點(diǎn)跡估計。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雷達(dá)動目標(biāo)Radon-分?jǐn)?shù)階傅里葉變換長時間相參積累檢測方法，其特征在于步驟二所述的相參積累時間、相參積累脈沖數(shù)初始化方法為

脈間相參積累時間T_n和相參積累脈沖數(shù)N_p的關(guān)系為T_n＝N_pT_r，其中，T_r為脈沖重復(fù)周期，T_n應(yīng)不小于最小相參積累增益所需時間并不大于天線波束在目標(biāo)的駐留時間T_dwell，即Tn∈[TSNRreq,Tdwell],]]>其中

TSNRreq=10G/10Tr]]>

式中，G定義為相參積累改善增益

G＝G_req-G_min-G_PC

式中，G_req為給定虛警概率和發(fā)現(xiàn)概率條件下的恒虛警(CFAR)檢測所需信噪比，由CFAR檢測算法確定，G_min為根據(jù)雷達(dá)檢測目標(biāo)質(zhì)量的要求，檢測目標(biāo)信號所需的最小輸出信噪比，定義為

Gmin=10log10[PtG2λ2σmin(4m)3kT0BnFnLRmax4]]]>

式中，P_t為雷達(dá)發(fā)射功率，G為雷達(dá)天線增益，發(fā)射波長λ，σ_min為雷達(dá)能夠探測目標(biāo)的最小RCS，可根據(jù)待探測的微弱目標(biāo)選取，k＝1.38×10^-23J/K為Boltzmann常數(shù)，T₀＝290K為標(biāo)準(zhǔn)室溫，B_n為接收機(jī)帶寬，F(xiàn)_n為噪聲系數(shù)，L為系統(tǒng)損耗，R_max為雷達(dá)最大探測距離，G_PC為脈壓信噪比增益，定義為

G_PC＝10log₁₀(D)＝10log₁₀(BT_p)

式中，D為發(fā)射信號的時寬帶寬積，B為帶寬，T_p為脈寬，若發(fā)射信號為單頻信號，則D＝1；當(dāng)雷達(dá)天線為機(jī)械掃描時，可用下面公式計算方位掃描雷達(dá)半功率波束駐留時間

Tdwell=θα,0.5Ωαcosβ]]>

式中，θ_α，0.5為半功率天線方位波束寬度(°)，Ω_α為天線方位掃面速度(°)/s，β為目標(biāo)仰角(°)，當(dāng)雷達(dá)天線為相掃時，由于波束指向任意控制，此時波束駐留時間僅由預(yù)置值決定，而與波束寬度無關(guān)，通常情況下，相參積累時間的取值與波束駐留時間相同即可。