[发明专利]一种雷达多普勒波束锐化的优化方法

说明书

本发明公开了一种雷达多普勒波束锐化的优化方法，其主要思路为：确定雷达，雷达在其检测范围内发射脉冲，且雷达检测范围内存在若干个目标，然后确定脉冲重复频率PRF；设定多普勒波束锐化作用阶段雷达对存在所有目标的区域进行扫描的方位角扫描范围，并根据所述方位角扫描范围计算得到Z帧子图，计算脉冲压缩处理后第z帧子图的距离时域、方位时域的N×M维回波信号矩阵Sr_pc[N,M]；对Sr_pc[N,M]依次进行高度杂波处理、多普勒中心频率估计、距离走动校正处理、扫描角中心补偿、多普勒滤波处理、几何形变校正处理和多普勒波束锐化处理，得到第z帧子图在距离时域、方位频域对应的多普勒波束锐化子图像数据；令z加分别取1至Z，进而得到雷达成像的多普勒波束锐化图像矩阵。

技术领域

本发明属于数字信号处理技术领域，特别涉及一种雷达多普勒波束锐化的优化方法，是一种基于成像波束宽、作用距离远的弹载多普勒波束锐化(DBS)方法，适用于弹载雷达对海/地面场景的多目标分辨实时成像。

背景技术

随着科学技术的不断进步发展，现代电子化、信息化战争对于现代雷达提出越来越高的要求，高速、高分辨力和高命中精度已成为精确制导的导弹武器系统发展方向，多普勒波束锐化(DBS)因具有全天候、全天时工作等特点，已成为众多精确制导探测技术中常用的一种方式。多普勒波束锐化(DBS)是一种能实时提供大面积的中等分辨率海面图像或地面图像的成像技术，因该技术具有运算负荷较低、实时性较强、成像视角范围较宽的优势，所以无论在军事还是在民用上都有非常重要的作用。

目前提出的多普勒波束锐化(DBS)方法主要有：杨波在“机载雷达多普勒波束锐化算法改进，现代雷达，2008,30(11)：53-55”提出用改进的频率响应(FR)滤波取代快速傅里叶变换(FFT)形式进行多普勒波束锐化方法，然而此方法要求系统分阶段调整脉冲重复频率和相干积累脉冲个数，对雷达收发系统和信号实时处理的要求比较高，在弹载平台上工程实现比较困难。

张辉等人在“DBS成像技术在毫米波雷达导引头中的应用，火控雷达技术，2014,43(2)：30-34”中提出基于SPECAN算法的DBS方法，此方法通过脉冲压缩得到一维距离向图，再通过方位向距离走动校正和FFT处理得到距离多普勒二维DBS图像；然而此方法却只适用于作用距离近的情况。

现代弹载雷达多普勒波束锐化(DBS)要求雷达能在作用距离远、成像波束宽的情况下为系统提供质量较好的图像，而以上两种方法都不能满足此要求；此外，以上两种方法在设计系统参数脉冲重复频率时，都只考虑了多普勒波束锐化(DBS)全程不模糊的情况，也都避开了距离模糊和高度杂波的影响，所以都没有去除高度杂波的操作；因此在成像波束宽的条件下，以上两种方法产生的多普勒波束锐化(DBS)作用距离都很近，现阶段实用性都不大，且都对系统硬件平台要求高，工程上也都难以实现。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种弹载雷达多普勒波束锐化方法，该种雷达多普勒波束锐化方法针对现有方法DBS作用距离近、应用范围小的不足，在保证雷达成像质量的情况下，以成像波束宽、作用距离远为应用背景，调整参数设计方式，扩大应用范围，能够满足实际应用中对雷达作用距离和实时性的要求。

本发明的主要思路：根据雷达固有参数和技术要求，设计合理的DBS脉冲重复频率和脉冲积累时间；鉴于参数设计阶段无法在时域上消除高度杂波，利用重频不变快速傅里叶变换(FFT)法在信号处理阶段消除高度杂波；最后对雷达成像场景进行DBS成像。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种雷达多普勒波束锐化的优化方法，包括以下步骤：

步骤1，确定雷达，雷达采样频率为F_s，雷达在其检测区域内发射脉冲，且雷达检测区域内存在若干个目标，然后确定脉冲重复频率PRF；