[发明专利]多项式拉东‑多项式傅里叶变换的高超声速目标检测方法

权利要求书

1.多项式拉东-多项式傅里叶变换的高超声速目标检测方法，其特征在于包括以下技术措施：

步骤(一)、对待积累的N个周期的信号分别进行采样，对采样数据进行离散化处理，提取慢时间-快时间二维平面中的目标观测值，然后对N个脉冲重复周期内的采样信号分别进行脉冲压缩，得到脉冲压缩后的二维信号矩阵s₀(n,m)，其中n代表回波信号的个数标号，n＝1,2,...,N，N为回波信号的总数，m代表信号采样点数的标号,m＝1,2,…,M,M为信号采样点总数；

步骤(二)、确定多项式拉东-多项式傅里叶变换高超声速目标相参积累检测的参数：根据雷达搜索范围和角速度，确定波束驻留时间，根据雷达脉冲重复频率和波束驻留时间，确定相参积累的时间和脉冲数，根据相参积累时间确定参数空间搜索的维数、搜索分辨率、搜索步进大小；

步骤(三)、以第1个脉冲的每个信号采样点为起点，利用多项式拉东-多项式傅里叶变换，在参数空间进行搜索补偿积累，得到每个信号采样点对应的参数空间检测单元图，找出该检测单元图中信号幅度的最大值，并找出该最大值对应的参数，将该参数对应的补偿积累后多普勒分布作为距离采样点的多普勒分布；

步骤(四)、重复步骤(三)，遍历第1个脉冲的所有信号采样点，得到信号相参积累后的距离-多普勒分布图；

步骤(五)、对距离-多普勒分布图进行恒虚警检测，判断目标有无；

步骤(六)、若有目标，则对目标的速度和加速度参数进行估计；

上述的多项式拉东-多项式傅里叶变换的高超声速目标检测方法，其中，步骤(三)多项式拉东-多项式傅里叶变换又可以分为以下步骤：

1)令目标径向速度估计初始值径向加速度估计初始值I＝1，Δv_I＝N_vΔv_r，Δa_f＝λ/(4T²)；

2)令I←I+1，如果Δv_I＞Δv_r，否则Δv_I＝Δv_r，n_v表示根据搜索实时性要求设置的搜索步进分辨率，n_v取值范围为[0，N_v]；

3)如果Δa_I＞Δa_f，令否则Δa_I＝Δa_f，n_a取值范围为[0，N_a]；

4)FOR对任一i，i＝1,2,...,2n_v-1,遍历所有i

令

FOR对任一k，k＝1,2,...,2n_a-1,遍历所有k

令

FOR对任一n，n＝1,2,...,N，遍历所有n

ρi,j(n,1)=s0(n,m+round(viTn+1/2akTn2Δr)]]>

其中T_n＝1/PRF，PRF表示脉冲重复频率；令进一步分别计算

ρi,j′(n,1)=ρi,j(n,1)exp(-jα2n2)=ρi,j(n,1)exp(j2πak[(m-1)Tn]2λ)]]>

ENDFOR

利用FFT算法，得到第m个距离采样点在参数(v_i,a_j)下的距离-多普勒分布

G[r_m,(v_i,a_j)]＝max(|FFT(ρ′)|)

其中，r_m表示第m个距离采样点对应的距离，FFT(·)表示对括号内的向量进行FFT变换；

ENDFOR

ENDFOR

5)对第m个信号采样点，找出(v_i,a_j)参数域中最大值对应的参数，

(v^I,a^I)=argmax(i,j)|G[rm,(vi,aj)]|]]>

令目标的径向速度估计令目标的径向速度估计如果Δv_I＞Δv_r或Δa_I＞Δa_f，则跳回第2)步，否则进入下一步；

6)将参数对应的多普勒分布ρ′_i，j(n,1)作为该信号采样点的多普勒分布；

上述的多项式拉东-多项式傅里叶变换的高超声速目标检测方法，其中，步骤(二)搜索步进大小的确定方法为：

径向速度搜索步进为其中，Δv_r＝Δ_r/T，Δ_r为距离采样的间隔，round(·)表示取括号内实数最近的整数，I表示循环次数；径向加速度搜索步进为其中，Δa_f＝λ/(4T²)，Δ_r为距离采样的间隔，其中，表示目标径向飞行最大可能径向加速度，表示目标切向飞行带来的最大可能径向加速度，max{·,·}表示取大括号内两个实数中较大的一个。

2.根据权利要求1所述的多项式拉东-多项式傅里叶变换的高超声速目标检测方法，其特征在于步骤(二)参数空间搜索维数的确定方法为：

假设积累时间为T，高超声速目标在其所处位置的最大可能径向速度v_max，最大可能径向加速度为a_max，光速为c，雷达信号带宽为B、波长为λ，忽略目标二阶以上的运动对回波信号的影响，如果对应参数满足

vmaxT+12amaxT2≤c2B2amaxTλ≤1T]]>

则搜索参数维数为0，此时不用进行参数空间搜索，PRPFT退化为传统的MTD方法；如果上式不满足，再判断对应参数是否满足

vmaxT+12amaxT2>c2B2amaxTλ≤1T]]>

如果上式满足，则搜索参数维数为1，即只对目标速度参数进行搜索，此时PRPFT退化为RFT(Radon-Fourier Transform)方法；如果上式不满足，再判断对应参数是否满足

vmaxT+12amaxT2>c2B2amaxTλ>1T]]>

如果上式满足，则搜索参数维数为2，即同时对目标径向速度和径向加速度参数进行搜索。