[发明专利]基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法

说明书

技术领域

本发明属于空中动目标检测技术领域，特别是涉及一种基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法。

背景技术

机载/星载雷达处于下视工作状态，面临着比地基雷达更严重的地杂波问题，杂波分布范围广、强度大；又由于平台运动，致使杂波谱大大扩展，主要表现在主瓣杂波的频移和整个杂波频带的展宽。理想情况下正侧面阵的空时二维杂波谱是直线刀背式分布。由Brennan等人提出的STAP技术是一种有效的地杂波抑制手段，其核心思想是利用杂波的空时耦合特性自适应的调节二维滤波器的响应滤除杂波，并保证对目标有足够的增益。但传统的STAP方法都是假设在相干处理时间(coherent processing interval, CPI)内目标和杂波处于固定的距离单元（即不发生距离走动）。当用机载/星载等高速平台检测高速空中动目标时，由于平台的高速运动会导致杂波产生距离走动，并且目标与平台之间的高速运动还会导致目标产生严重的距离走动，这些都不利于STAP处理。因此，必须设法对目标和杂波的距离走动进行校正以提高动目标检测性能。

Keystone变换可以在目标运动速度未知的前提下校正其距离走动，被广泛应用于雷达地面动目标成像以及微弱目标检测领域。将Keystone变换与STAP相结合为高速空中动目标的检测提供了一条可能的途径。当目标和杂波都不存在多普勒模糊时，Keystone变换可以统一对杂波和目标的距离走动进行校正，从而提高动目标的检测性能。但是，由于高速空中动目标存在多普勒模糊，在杂波不存在多普勒模糊的情况下会导致目标和杂波的模糊数不同，此时利用Keystone变换校正目标距离走动的同时会对杂波空时二维特性产生影响，进而降低STAP性能。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法。

本发明的目的是提供一种具有方法简单，检测准确，通过并行处理，不但能够同时检测出模糊数不同的多目标，而且大大提高了运算速度、便于工程实现等特点的基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法。

本发明基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法所采取的技术方案：

基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法，包括有以下步骤：

（1）对相控阵雷达接收的空时二维数据进行Keystone变换校正杂波距离走动；

（2）对杂波走动校正后的数据，根据参考单元的数据估计杂波协方差矩阵；

（3）利用杂波协方差矩阵的逆矩阵代替投影矩阵乘以Keystone变换后的数据来实现杂波抑制；

（4）将杂波抑制后的数据变换到距离频域为目标距离走动补偿做准备；

（5）根据常规空中动目标速度范围和雷达系统参数事先构造一个模糊数集合                                                ；

（6）根据模糊数集合构造一个滤波器组；

（7）将步骤4处理后的数据通过步骤6所构造的滤波器组，实现目标距离走动校正并对校正结果进行常规空时二维波束形成实现目标积累。

本发明基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法还可以采取如下技术方案：

所述的基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法，其特点是：滤波器组中的每一个滤波器均包含一个相位补偿项、一个IFFT运算以及一个空时二维波束形成器。

所述的基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法，其特点是：相位补偿项用于校正与该模糊数对应的目标的距离走动。

本发明具有的优点和积极效果是： 

基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明提出了一种新方法,该方法首先利用Keystone变换校正杂波距离走动以提高杂波的空时耦合特性，这样做有利于实现杂波的效抑制；将杂波抑制后的数据通过一个事先构造好的滤波器组，根据不同模糊数补偿与该模糊数对应的目标距离走动并对补偿结果进行空时二维积累检测。本发明通过并行处理，不但能够同时检测出模糊数不同的多目标，而且大大提高了运算速度、便于工程实现。

附图说明

图1是高速平台高速空中动目标检测方法实现框图；

图2是雷达与杂波散射单元几何关系示意图；

图3是高速平台杂波走动示意图；

图4是杂波走动量与方位角、俯仰角关系示意图；

图5是目标积累效果比较示意图；