[發(fā)明專利]基于時間反轉(zhuǎn)非均勻采樣的雷達高機動目標相參積累檢測方法

有效

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• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109581318B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設計）人: 陳小龍;陳唯實;關鍵;趙志堅;黃勇;何友
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學;中國民航科學技術研究院
• 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

本發(fā)明涉及基于時間反轉(zhuǎn)非均勻采樣的雷達高機動目標相參積累檢測方法，屬于雷達信號處理和檢測技術領域。首先，雷達回波脈壓，時間反轉(zhuǎn)匹配傅立葉變換，慢時間二階相位補償；快時間維傅立葉變換，得到距離頻率?慢時間數(shù)據(jù)，頻率二階相位補償；然后，進行非均勻采樣降階和變標尺度變換；分別在距離頻率和時間維進行逆傅里葉變換和傅立葉變換，實現(xiàn)長時間相參積累；最后，構造檢測統(tǒng)計量，進行機動目標檢測和估計。本發(fā)明能有效積累具有高階相位的機動目標信號，同時補償距離和多普勒走動，提高雷達機動目標檢測能力；同時，降低了傳統(tǒng)逐次降階法的交叉項影響，提高了參數(shù)估計精度；無需多維運動參數(shù)搜索匹配計算，降低運算量，適合工程應用。

技術領域

本發(fā)明屬于雷達信號處理和檢測技術領域，更具體地，本發(fā)明涉及一種基于時間反轉(zhuǎn)非均勻采樣的雷達高機動目標相參積累檢測方法，可用于雷達對機動目標快速檢測和估計。

背景技術

對機動目標的檢測和參數(shù)估計始終是雷達信號處理中的關鍵技術和難點，由于機動目標回波可用多項式相位信號表示，機動性越強，多項式階數(shù)越高，對其檢測和參數(shù)的高精度估計也越難。此外，雷達機動目標檢測通常采用相參積累的途徑，長時間相參積累是實現(xiàn)高積累增益的有效途徑，但長時間積累存在兩個方面的問題。一是，目標的高機動使得目標回波包絡在不同脈沖周期之間走動和彎曲，產(chǎn)生距離徙動效應，使目標能量在距離向分散；二是，高階多項式相位形式，目標的多普勒頻率將跨越多個多普勒單元，產(chǎn)生多普勒徙動效應，使得目標能量在頻域分散，降低了相參積累增益。因此，對機動目標的積累檢測和估計需補償距離和多普勒走動。目前，該領域技術存在的主要問題有：

1)分段或分步積累方法，積累增益有限，無法應對強雜波背景和機動目標的復雜運動形式，后續(xù)多普勒走動補償?shù)男Ч芫嚯x走動補償結果影響，容易造成目標多普勒能量擴散，運動參數(shù)估計精度較差。

2)基于參數(shù)搜索的長時間相參積累方法，需要多維參數(shù)搜索，但對高機動目標高階多項式相位信號，其運動參數(shù)維度很高，導致多維參數(shù)搜索運算量很大，難以適合工程應用。

3)基于降階的機動目標積累檢測方法，多采用相關逐次降階，每一次降階均會產(chǎn)生交叉項，從而影響了積累效果和參數(shù)估計精度。

因此，亟需設計一種能夠同時補償距離和多普勒走動，無參數(shù)搜索的快速相參積累方法，用于雷達機動目標的檢測和參數(shù)估計。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于改善雷達機動目標積累增益，實現(xiàn)高效、高檢測性能、高精度的機動目標檢測和參數(shù)估計，提出一種基于時間反轉(zhuǎn)非均勻采樣的雷達高機動目標相參積累檢測方法。其中要解決的技術問題包括：

(1)分段或分步積累方法，積累增益有限，無法應對強雜波背景和機動目標的復雜運動形式，后續(xù)多普勒走動補償?shù)男Ч芫嚯x走動補償結果影響，運動參數(shù)估計精度較差；

(2)高機動目標高階多項式相位信號，其運動參數(shù)維度很高，導致多維參數(shù)匹配搜索法運算量很大，難以適合工程應用；

(3)傳統(tǒng)相關逐次降階相參積累法，每一次降階會產(chǎn)生交叉項，嚴重影響積累效果和參數(shù)估計精度。

本發(fā)明所述的基于時間反轉(zhuǎn)非均勻采樣的雷達高機動目標相參積累檢測方法，其特征在于包括以下技術措施：

步驟一、雷達回波脈沖壓縮，得到快時間-慢時間二維數(shù)據(jù)；

步驟二、對慢時間維數(shù)據(jù)進行時間反轉(zhuǎn)匹配傅立葉變換，估計二階相位參數(shù)，并對慢時間二階相位補償；

步驟三、對快時間維進行傅里葉變換，得到距離頻率-慢時間二維數(shù)據(jù)，并對頻率二階相位補償；

步驟四、慢時間維進行非均勻采樣降階運算和變標尺度變換；

步驟五、距離頻率維逆傅里葉變換，變標尺度變換后的時間變量維傅里葉變換；

步驟六、構造檢測統(tǒng)計量，進行機動目標檢測。