[發明專利]基于長時間相參積累的小型無人機目標雷達檢測方法

有效

• 申請號: 201810121320.0
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108344982B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 曹宗杰
• 申請（專利權）人: 成都電科智達科技有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于雷達目標檢測技術領域，具體的說是涉及一種基于長時間相參積累的的分段運動小型機動目標檢測方法。本發明的技術方案，主要通過用分段方程建模了雷達與運動目標之間的斜距。然后，應用提出的一種基于RFT的相參積累方法并對參數進行搜索實現目標回波信號的長時間相參積累，提高目標的檢測概率。本發明的有益效果為，本發明的方法可以實現快速識別分段運動的小型目標。

技術領域

本發明屬于雷達目標檢測技術領域，具體的說是涉及一種基于長時間相參積累的的小型無人機目標雷達檢測方法。

背景技術

隨著無人機技術的日趨成熟和相關產品價格的大幅下降，各類型無人機已被應用于不同的領域。然而在無人機為人們帶來便利的同時，也成為了不法分子手中的犯罪工具。由于無人機監管控制措施的缺失，無人機濫用和違規飛行現象日趨嚴重。面對此類目標的威脅，對雷達的檢測能力提出了更高的要求。

如今，多旋翼小型無人機不僅操控簡單，可以垂直起降，起飛后也可輕易在空中懸停，更具備了勤務性較高的優勢，即當該類型無人機電機、電子調速器、電池、槳和機架損壞時，很容易替換零件等，受到了越來越多消費者的青睞。而因其飛行高度多在1000米以下的低空區域，卻加劇了低空空域的復雜環境，所以目前急需尋求一種針對小型無人機的發現與快速檢測方法，但檢測低空多旋翼小型無人機目標卻存在以下難點：

(1)由于地物遮擋、強地雜波的干擾和地球曲率的影響，使雷達對低空小型無人機的探測能力下降。

(2)無人機目標RCS小、制作材料中金屬含量低，導致無人機目標回波信號微弱，特別是在城市區域的復雜背景干擾下，目標極易被大量噪聲所淹沒；

(3)由于目標速度低，所以其在多普勒域與雜波存在嚴重的交疊，難以通過傳統的頻域濾波方法抑制雜波。

(4)無人機可以在任何時間任何地點在空中移動和懸停，旋翼的這一特點可能導致分段運動，從而改變運動參數。

(5)具有高階運動參數，無人機在起飛、停止以及在飛行過程中會存在加速或者減速的運動狀態，在加速或者減速的運動狀態下，無人機會具有加速度、急動度等高階運動參數。

由于上述原因，傳統的檢測技術已不再適合用于檢測低空小型無人機目標。目前急需研究一種針對小型無人機目標的雷達檢測技術。長時間相參積累技術是提高雷達檢測能力的研究熱點之一。對回波脈沖串做有效的相參積累能大大的改善目標的信噪比與信雜比，從而提高雷達的檢測能力。因此在考慮目標分段運動的情況下，通過長時間相參積累技術實現雷達對小型無人機目標的檢測。

發明內容

本發明所要解決的，就是針對上述問題，提供一種基于長時間相參積累的小型無人機目標的雷達檢測方法，解決現有低空空域缺乏針對小型無人機的檢測問題。

本發明的技術方案為，一種基于長時間相參積累的小型無人機目標雷達檢測方法，采用雷達對小型無人機目標進行探測，由于無人機在飛行過程中常處于懸停、加速或減速等狀態，速度是時變的，傳統的多項式函數并不適用于建立雷達與無人機目標之間的斜距，因此，將采用分段運動方程對雷達與無人機目標之間的斜距進行建模，在觀測時間內的瞬時斜距可以被描述為：

其中，r₀是目標與雷達的初始斜距，v_i，i＝0,1,…M是目標第i+1次運動的徑向速度，T_i，i＝0,1,…M是目標第i+1次運動的結束時間，目標分段運動的總段數為M+1。t_m＝mT,m＝0,1,2,…表示慢時間，T是脈沖重復時間；

根據以上模型，則檢測方法包括以下步驟：

S1、雷達發射的信號為線性調頻(LFM)信號：