[發明專利]基于回波精確模型的高速機動弱目標檢測方法

有效

• 申請號: 201310390704.X
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103412295A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 曹運合;靳松陽;王勝華;劉宏偉;彭志剛;張子敬
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及一種采用回波精確模型對高速機動弱目標進行檢測的方法，可用于提高輸出信噪比和積累增益，改善檢測性能。

背景技術

臨近空間高超聲速飛行器的出現給國家安全帶來了巨大威脅，對其進行探測、跟蹤、識別、攔截將是空天防御系統的重要發展方向，而其中最為基礎的一個環節即是對其進行探測發現。高超聲速飛行器具有飛行速度快、機動能力強、航跡難以預測等特點，這對雷達的探測能力提出了嚴峻的挑戰。為此，必須研究相應的技術，以提高雷達的探測能力。

在現有的技術條件下，對高超聲速飛行器的探測通常采用的是長時間相參積累技術，但是在長相參處理時間內回波信號會出現跨距離單元、跨多普勒單元問題，使得有效積累的回波脈沖數減少，影響信號能量的積累，從而導致輸出信噪比降低，雷達檢測性能下降。因此，需要對距離走動和多普勒擴展進行補償，實現多個脈沖間的有效積累。目前，對高超聲速飛行器回波信號進行匹配濾波時，一般采用的是回波信號的近似模型，但由于目標的速度非常大，可達到15馬赫甚至更高，故回波信號將出現失配濾波，輸出信噪比降低，同時由于目標的機動能力非常強，加速度可達10g甚至更大，回波信號的包絡還會出現距離彎曲，加劇了目標回波相參積累的難度，降低了雷達的檢測性能。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出了一種基于回波精確模型的高速機動弱目標檢測方法，以提高輸出信噪比和積累增益，改善檢測性能。

實現本發明目的的技術思路是：建立高速機動微弱目標回波精確模型，對回波信號進行精確匹配濾波，并補償掉回波信號包絡的距離走動、距離彎曲和多普勒擴展，使回波信號能量得到有效的積累，提高檢測性能，其實現步驟包括如下：

（1）構建高速機動目標回波信號的精確模型s(t_k,t_m)：

s(t_k,t_m)＝Au_c[α(t_k-τ′(t_m))]exp(-j2πf₀ατ′(t_m))，

exp(j2πf₀t_k)exp(j2πf_dt_k)

其中，t_k為目標回波脈沖內的快時間，t_m為目標回波脈沖間的慢時間，A為目標回波信號的幅度，u_c(t)為發射的線性調頻脈沖信號，t為時間，α＝(c-v(t_m))/(c+v(t_m))為目標回波包絡的展縮因子，c為光速，v(t_m)＝v₀+a₀t_m為第m個脈沖內目標的初始速度，v₀為目標的初速度，a₀為目標的加速度，τ′(t_m)為目標回波信號相對于發射信號的延遲時間，exp(·)為指數，j為虛數單位，f₀為載波頻率，f_d為目標回波信號的多普勒頻率；

（2）設計一個與上述回波信號相匹配的精確匹配濾波器用該精確匹配濾波器對回波信號s(t_k,t_m)進行精確匹配濾波，輸出頻域信號為Y(f,t_m)：