[發明專利]一種同時校正一階和二階距離徙動的相參積累檢測方法

無效

• 申請號: 201410654337.4
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104360333A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 馮大政;原英;王偉;趙雪玉;馮祥衛;侯瑞利
• 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: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

技術領域

本發明屬于雷達微弱信號檢測技術領域，特別涉及一種同時校正一階和二階距離徙動的相參積累檢測方法，更進一步涉及雷達目標檢測領域中的一種基于keystone變換和Hough變換的同時校正一階和二階距離徙動的相參積累檢測方法。本發明可消除防空警戒雷達系統中目標高速運動引起的距離徙動從而提高檢測目標信噪比，可用于解決一些雷達運動目標信號參數未知或難以估計情況下的微弱信號檢測問題。

背景技術

近年來，隨著雷達技術的發展，國土防空雷達的防御能力和探測性能已大大提高，但是防空警戒雷達仍面臨著電子干擾、隱身等威脅。這些威脅主要是使目標信號淹沒于雜波干擾信號和噪聲中，這樣雷達就難以甚至無法檢測到目標，從而在對空作戰中取得優勢。因此，為了在未來高速隱身遠距離對空作戰中占據主導權，必須提高雷達的目標檢測性能，尤其是微弱目標的檢測。

微弱目標檢測有五大類方法：傳統的匹配濾波方法(脈沖壓縮)、相參積累檢測方法、非相參積累檢測方法、圖像處理類檢測方法和變換域類檢測方法。目前，由于檢測目標信噪比高，微弱目標檢測大多采用相參積累檢測方法。相參積累本質上就是均勻脈沖串的匹配濾波，即通過多接收幾個脈沖進行積累，從而提高信噪比。匹配濾波，即根據當且僅當兩個信號相關時對其進行卷積才可以得到最大信號的原理，利用雷達發射信號的備份來從回波噪聲中相關提取出目標信號，從而檢測目標。脈沖壓縮，即為了解決雷達高分辨率和遠探測距離之間的矛盾，發射寬脈沖信號以獲得遠的雷達探測距離，在接收時對寬脈沖進行壓縮產生窄脈沖然后進行檢測以提高雷達分辨率。對于雷達發射的線性調頻信號，匹配濾波的實現方式就是脈沖壓縮。

然而，相參積累檢測方法雖然可以得到很高的信噪比，但是對于高速運動目標，由于在慢時間維(切向或方位向)和快時間維(徑向或距離向)之間存在耦合，長時間積累就會出現目標跨距離單元走動的問題，即距離徙動。距離徙動包括一階的距離走動和二階的距離彎曲。距離徙動會使相參積累時各個目標回波的脈沖包絡無法對齊，從而造成主瓣展寬，目標峰值下降，目標檢測性能大大降低，甚至很難檢測到目標。而現有的其他微弱目標檢測方法中，有的算法，例如檢測前跟蹤方法(TBD)，該方法計算過于復雜，無法進行實時處理，從而不能應用于實戰中；有的，例如非相參積累檢測方法，則在接收信號信噪比相對較高情況下才有效，當信噪比極低時該方法不能適用，因而不能應用于遠距離高速運動的微弱目標檢測。

目前，已有方法提出利用keystone變換對一階距離走動進行校正。該方法的優點是一階距離走動校正后再進行相參積累檢測，有效消除了距離走動引起的誤差，信噪比大大提高，因而可以更容易地檢測到微弱目標。但是該方法仍存在的不足是，在信噪比繼續降低的情況下，目標檢測性能就會出現明顯降低。

發明內容

本發明的目的在于提出一種同時校正一階和二階距離徙動的相參積累檢測方法，本發明提出一種基于keystone變換和Hough變換同時校正一階和二階距離徙動的相參積累檢測方法。本發明不僅可以有效地消除目標高速運動導致的距離徙動，使脈沖長時間積累不再受目標高速運動的影響，在信噪比極低時也可以獲得比僅校正一階距離走動方法更高的信噪比，而且無需目標的先驗條件，從而可以解決目標參數未知或難以估計的微弱目標檢測問題，進一步提高了在極低信噪比情況下的微弱信號檢測性能，

本發明的實現思路是：先進行二階距離彎曲和一階距離走動校正，再進行相參積累檢測。具體來說，首先，對雷達回波信號在快時間域做傅里葉變換(FFT)處理；然后，進行二階keystone變換，校正回波中的二階距離彎曲；接著，利用Hough變換求斜率，用該斜率把斜線校正成直線，從而校正一階距離走動；最后，再進行脈沖壓縮(匹配濾波)及相參積累，從而實現微弱目標的檢測。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種同時校正一階和二階距離徙動的相參積累檢測方法包括以下步驟

步驟1，利用雷達向目標發射信號，雷達發射的信號為線性調頻脈沖信號；利用雷達接收含回波信號，在快時間域對回波信號進行傅里葉變換，得到快時間頻域回波信號表達式；得到只考慮一階距離走動和二階距離彎曲時快時間頻域回波信號表達式；

步驟2，通過二階keystone變換，對只考慮一階距離走動和二階距離彎曲時快時間頻域回波信號表達式進行二階距離彎曲校正，得到二階距離彎曲校正后的二維時間域的回波信號；

步驟3，通過Hough變換，對二階距離彎曲校正后的二維時間域的回波信號進行一階距離走動校正，得出兩次距離校正后的時間域的回波信號；