[发明专利]将修正RFT和MDCFT相结合的机动目标参数估计方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理和机动目标参数估计技术领域，特别是涉及一种将修正RFT和MDCFT相结合的机动目标参数估计方法。

背景技术

美国首先提出尽快完成控制太空是目前最优先的任务，而这一任务需要借助天基预警雷达来实现。与地基雷达的有效覆盖范围有限以及其对较远距离的目标探测能力有限不同，天基预警雷达分布在需要观测的轨道范围内，具有观测范围广阔、战时能力强等特点。并且由于天基预警雷达用于观测目标是最近几年才提出，该技术还处于较快发展阶段，所以研究利用天基预警雷达观测目标并得到目标运动参数信息就具有较为重要的意义。

利用天基预警雷达观测机动目标时，如果机动目标在雷达相干处理时间(CPI)内做匀加速直线运动，回波信号是线性调频信号。但是，通常雷达探测的机动目标具有较高速度和加速度，那么接收到的回波信号在相干处理时间内会出现跨距离单元走动和跨多普勒单元走动的问题，这样目标回波能量就会分散在不同的距离单元和多普勒单元中，从而给在低信噪比情况下对机动目标的参数估计带来很大困难。

目前针对校正目标距离走动并能够得到目标速度估计的方法较多；如包络移位补偿法、最小熵法和梭形变换方法、RFT方法等。包络移位补偿法将回波信号在时域内进行移位处理，将产生距离走动的回波信号移到一个距离单元中，然后沿慢时间域做FFT，从而可以得到对目标速度的估计，但该方法在信噪比较低时移位补偿效果受到影响，从而速度估计精度受到一定限制。最小熵法同样在信噪比较低情况下不能获得良好的包络对齐效果，从而也会影响到速度估计的精度。梭形变换方法通过在信号的时域上进行sinc插值来实现将回波信号校正到一个距离单元中，但计算量会随着回波数据矩阵的增大而迅速增大。2011年，许稼等提出了Radon-傅里叶变换(RFT)方法，该方法沿着目标在距离门-慢时间域内的轨迹做傅里叶变换，从而将目标能量积累起来，从而能够估计出目标的运动速度，但该方法在目标存在加速度时，速度估计精度会受到一定影响。另外上述的方法都不能解决多普勒走动问题，所以在存在有多普勒走动问题时，速度的估计性能会下降。

目前针对解决多普勒走动并能够估计出目标加速度的方法有Wigner-Ville分布方法、分数阶傅里叶变换方法、Radon-分数阶傅里叶变换方法等。Wigner-Ville分布方法运算量大，并且该方法容易出现交叉干扰项，在回波信号信噪比较低情况下不能有效积累目标能量，从而影响到估计精度。分数阶傅里叶变换方法是对某个距离门数据进行相应地分数阶傅里叶变换处理，由于目标回波数据存在距离走动和多普勒走动问题，回波能量分散在不同的距离单元和多普勒单元中，从而分数阶傅里叶变换针对的某个距离单元中的回波能量较低，在积累脉冲数有限且低信噪比情况下难以将目标能量积累起来，从而影响了速度和加速度估计精度。Radon-分数阶傅里叶变换方法也同样要使用分数阶傅里叶变换，虽然Radon-分数阶傅里叶变换方法能够取出目标的回波信号并做分数阶傅里叶变换，但分数阶傅里叶变换也容易受到相干处理时间的影响，在雷达观测目标时间有限的情况下Radon-分数阶傅里叶变换也不能有效地估计出目标的速度和加速度。

2000年孙鸿波提出了修正离散线性调频傅里叶变换(MDCFT)方法，该方法是对线性调频信号进行匹配处理，旁瓣低且能够在低信噪比下对线性调频信号进行匹配处理，从而估计得到线性调频信号的中心频率和调频率，进而得到目标速度和加速度的估计值。虽然MDCFT方法克服了常规DCFT方法对于采样点和调频参数的限制，但是该方法存在中心频率模糊问题。

目前还尚未出现将修正RFT和MDCFT相结合的机动目标参数估计技术方面的相关研究成果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种将修正RFT和MDCFT相结合的机动目标参数估计方法。

为了达到上述目的，本发明提供的修正RFT和修正MDCFT相结合的机动目标参数估计方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)将天基预警雷达回波信号进行解调和脉冲压缩处理而得到机动目标回波信号，然后将处理后的机动目标回波信号存储在L×M维矩阵中，其中L表示距离门的个数，M表示雷达相干积累时间内的脉冲数；

2)对上述L×M维矩阵中的机动目标回波信号利用第一变换式在速度-距离门、调频率范围内进行相应的搜索而取出目标回波信号，然后在此信号基础上进行匹配滤波处理，在速度-距离门域内得到目标初始速度的估计值以及对目标所在的初始距离门和调频率的初估计值；