[發明專利]一種基于S-Method時頻分解的機動目標自適應補償檢測方法

在審

• 申請號: 201410468116.8
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104217119A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 位寅生;張朕滔
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01S7/41;G01S13/88;G01S13/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明設計一種基于時頻分析的機動目標檢測方法，屬于高頻雷達機動目標檢測領域。

背景技術

高頻雷達可通過天波或地波的方式，探測視距以外的目標。除此之外，高頻雷達還具有較高的實時性、較大的探測面積、較低的成本以及/反隱身性能等優點，因此成為了很多發達國家的重要的研究領域。

高頻雷達機動目標信號檢測問題的最大難點是如何自動實現將頻率時變信號的能量有效積累。在傳統的頻譜分析方法中，由于靜止目標或勻速運動目標回波的多普勒頻率為定值(靜止目標多普勒頻率為零)，對回波信號做FFT可對能量進行有效的積累，獲得較大的頻域信噪比；但對于機動目標，由于其速度的變化會導致回波多普勒頻率的變化，其FFT后的頻譜不再是一個沖擊，出現展寬，頻域信噪比下降，檢測性能降低。

目前高頻雷達機動目標檢測方法有兩類：1、通過參數估計算法估算出信號的運動參數，如初速度、加速度等，然后采用運動補償的思想對機動目標進行補償，將機動目標變成單頻信號，將信號的能量積累起來，增加檢測信噪比，提高檢測性能。如多通道補償檢測算法、高階模糊函數法等。2、通過其他的數學變換方法，如分數傅里葉變換(Frft)、匹配傅里葉變換等，將機動目標回波信號變換到特定的變換域，是信號在變換域中為“單頻”信號，實現有效積累。這兩類方法在一定程度上解決了機動目標的檢測問題，但也都存在一些不足。如基于參數估計的運動補償算法，必須在回波信號形式已知(如已知為線性調頻信號)時進行，當信號形式未知時，將無法估計信號參數；而分數傅里葉變換和匹配傅里葉變換，只對線性調頻信號的檢測有效，而對于其他形式的信號，如二次調頻信號，其檢測性能將大大下降。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于S-Method時頻分解的機動目標自適應補償檢測方法，以解決現有的檢測方法存在當信號形式未知時無法估計信號參數的問題，以及分數傅里葉變換和匹配傅里葉變換，只對線性調頻信號的檢測有效，而對于其他形式信號的檢測性能降低的問題。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種基于S-Method時頻分解的機動目標自適應補償檢測方法，所述方法的實現過程為：

步驟一：對待檢測信號進行S-Method時頻分解，所述待檢測信號是指雷達接收機動目標反射回來的信號；

步驟二：根據S-Method時頻分解結果，自適應的尋找其時頻分布曲線；

步驟三：對時頻分布曲線函數進行數值積分，得到信號的時-相關系序列，由此構造補償信號，對待檢測信號進行相位的自適應補償；

步驟四：對補償后的信號進行FFT變換和門限檢測，進而判斷是否存在機動目標。

在步驟一中：所述待檢測信號的目標回波信號為：

假設在一個相干處理時間內，目標處在同一距離分辨單元，對同一距離門的信號進行處理，采樣頻率與雷達脈沖頻率相同，設待檢測目標為飛機，其初速度為v₀，加速度為a；則初時刻的多普勒頻率

f0=2v0λ---(1)]]>

其調頻率

k=2aλ---(2)]]>

目標回波表達為：