[發(fā)明專利]三維空間雙/多基地雷達(dá)高速目標(biāo)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010417209.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN111551922B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張娟;丁彤;劉欣讓;張林讓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/00
• 分類號(hào): G01S13/00;G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華

本發(fā)明公開的三維空間雙/多基地雷達(dá)高速目標(biāo)檢測(cè)方法，解決了三維空間中的高速目標(biāo)檢測(cè)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)的問題。實(shí)現(xiàn)步驟是：獲取雷達(dá)回波信號(hào)；獲取雷達(dá)基帶信號(hào)；獲取頻域脈壓信號(hào)；采用廣義二階Keystone變換矯正目標(biāo)回波信號(hào)的距離徙動(dòng)；獲取目標(biāo)所在距離單元的數(shù)據(jù)；采用乘積型三階相位函數(shù)矯正目標(biāo)回波信號(hào)的多普勒頻率徙動(dòng)；對(duì)信號(hào)做方位向積累并估計(jì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。本發(fā)明同時(shí)對(duì)距離走動(dòng)、距離彎曲、多普勒徙動(dòng)時(shí)間一次項(xiàng)和時(shí)間二次項(xiàng)進(jìn)行校正，并根據(jù)雙基地雷達(dá)與目標(biāo)的幾何空間特性，較好的估計(jì)目標(biāo)各項(xiàng)參數(shù)，參數(shù)估計(jì)精度更高，目標(biāo)成功分辨概率更高，成本較低，適用范圍較廣，用于三維空間中高速高機(jī)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雙/多基地雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及目標(biāo)檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)，具體是一種三維空間雙/多基地雷達(dá)高速目標(biāo)檢測(cè)方法，用于雙/多基雷達(dá)體制下對(duì)高速高機(jī)動(dòng)微弱目標(biāo)的檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)。

背景技術(shù)

與單基地雷達(dá)不同，雙基地雷達(dá)發(fā)射站與接收站分置，接收回波時(shí)延是目標(biāo)分別與發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的距離歷程共同作用的結(jié)果，同樣，目標(biāo)回波的距離徙動(dòng)也是目標(biāo)分別相對(duì)于發(fā)射機(jī)徑向移動(dòng)與相對(duì)接收機(jī)徑向移動(dòng)的效果之和，這使得雙基地雷達(dá)相對(duì)于單基地雷達(dá)更容易發(fā)生距離徙動(dòng)與多普勒頻率徙動(dòng)，目標(biāo)回波積累時(shí)間內(nèi)跨多個(gè)距離單元與多普勒單元。同時(shí)，雙基雷達(dá)面臨著目標(biāo)信號(hào)雷達(dá)截面積低、運(yùn)動(dòng)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等困難，無法實(shí)現(xiàn)有效的目標(biāo)檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)。

針對(duì)雙基雷達(dá)距離徙動(dòng)與多普勒頻率徙動(dòng)的影響，現(xiàn)有方法主要從長(zhǎng)時(shí)間相參積累方面通過建立雙基雷達(dá)收發(fā)模型分析需要矯正的參數(shù)。目前大多數(shù)文章所用的回波模型為二維回波模型，該模型要求目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡與雙基雷達(dá)基線共面，這并不能滿足所有的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)情況，針對(duì)此種模型提出的長(zhǎng)時(shí)間積累算法與雙基雷達(dá)的適配性能欠佳。

受到雙基雷達(dá)幾何配置與目標(biāo)強(qiáng)機(jī)動(dòng)性的影響，所測(cè)得目標(biāo)多普勒頻率徙動(dòng)嚴(yán)重，現(xiàn)有技術(shù)中的三次相位函數(shù)(CPF)涉及積分運(yùn)算，運(yùn)算量較大，且對(duì)于交叉項(xiàng)的抑制僅限于多成分線性調(diào)頻信號(hào)，為了降低運(yùn)算量，通過非相參積累估計(jì)目標(biāo)參數(shù)存在著所得信噪比低、算法精度不夠等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述方法的不足，提出一種精度更高、更加適用于三維空間雙基地雷達(dá)的高速高機(jī)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)聯(lián)合方法，提高回波信噪比，估計(jì)出更精確的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。

本發(fā)明一種三維空間雙/多基地雷達(dá)高速目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，通過廣義二階Keystone變換與改進(jìn)乘積型三階相位函數(shù)提高回波信噪比，同時(shí)估計(jì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，包括有如下步驟：

(1)獲取雷達(dá)回波信號(hào)：雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)S_t(t)并發(fā)射到環(huán)境中，經(jīng)由高速目標(biāo)反射后，雷達(dá)接收機(jī)得到回波信號(hào)S_r(t,t_m)，其中，t為快時(shí)間，t_m為慢時(shí)間。

(2)獲取雷達(dá)基帶信號(hào)：將雷達(dá)回波信號(hào)S_r(t,t_m)做下變頻處理得到基帶信號(hào)S_b(t,t_m)。

(3)獲取頻域脈壓信號(hào)：對(duì)基帶信號(hào)S_b(t,t_m)做脈沖壓縮，沿其快時(shí)間維做傅里葉變換，得到對(duì)應(yīng)的頻域脈壓信號(hào)S(f,t_m)，f為快時(shí)間經(jīng)傅里葉變換到頻域的頻率。

(4)采用廣義二階Keystone變換矯正目標(biāo)回波信號(hào)的距離徙動(dòng)：對(duì)頻域脈壓信號(hào)S(f,t_m)做廣義二階Keystone變換，得到無距離徙動(dòng)的回波信號(hào)S₃(f，t_a)，同時(shí)估計(jì)出目標(biāo)的速度模糊數(shù)與目標(biāo)到發(fā)射機(jī)與目標(biāo)到接收機(jī)的距離和參數(shù)，t_a為經(jīng)過廣義二階Keystone變換的慢時(shí)間變量。