[发明专利]基于长时间相参积累的小型无人机目标雷达检测方法

说明书

本发明属于雷达目标检测技术领域，具体的说是涉及一种基于长时间相参积累的的分段运动小型机动目标检测方法。本发明的技术方案，主要通过用分段方程建模了雷达与运动目标之间的斜距。然后，应用提出的一种基于RFT的相参积累方法并对参数进行搜索实现目标回波信号的长时间相参积累，提高目标的检测概率。本发明的有益效果为，本发明的方法可以实现快速识别分段运动的小型目标。

技术领域

本发明属于雷达目标检测技术领域，具体的说是涉及一种基于长时间相参积累的的小型无人机目标雷达检测方法。

背景技术

随着无人机技术的日趋成熟和相关产品价格的大幅下降，各类型无人机已被应用于不同的领域。然而在无人机为人们带来便利的同时，也成为了不法分子手中的犯罪工具。由于无人机监管控制措施的缺失，无人机滥用和违规飞行现象日趋严重。面对此类目标的威胁，对雷达的检测能力提出了更高的要求。

如今，多旋翼小型无人机不仅操控简单，可以垂直起降，起飞后也可轻易在空中悬停，更具备了勤务性较高的优势，即当该类型无人机电机、电子调速器、电池、桨和机架损坏时，很容易替换零件等，受到了越来越多消费者的青睐。而因其飞行高度多在1000米以下的低空区域，却加剧了低空空域的复杂环境，所以目前急需寻求一种针对小型无人机的发现与快速检测方法，但检测低空多旋翼小型无人机目标却存在以下难点：

(1)由于地物遮挡、强地杂波的干扰和地球曲率的影响，使雷达对低空小型无人机的探测能力下降。

(2)无人机目标RCS小、制作材料中金属含量低，导致无人机目标回波信号微弱，特别是在城市区域的复杂背景干扰下，目标极易被大量噪声所淹没；

(3)由于目标速度低，所以其在多普勒域与杂波存在严重的交叠，难以通过传统的频域滤波方法抑制杂波。

(4)无人机可以在任何时间任何地点在空中移动和悬停，旋翼的这一特点可能导致分段运动，从而改变运动参数。

(5)具有高阶运动参数，无人机在起飞、停止以及在飞行过程中会存在加速或者减速的运动状态，在加速或者减速的运动状态下，无人机会具有加速度、急动度等高阶运动参数。

由于上述原因，传统的检测技术已不再适合用于检测低空小型无人机目标。目前急需研究一种针对小型无人机目标的雷达检测技术。长时间相参积累技术是提高雷达检测能力的研究热点之一。对回波脉冲串做有效的相参积累能大大的改善目标的信噪比与信杂比，从而提高雷达的检测能力。因此在考虑目标分段运动的情况下，通过长时间相参积累技术实现雷达对小型无人机目标的检测。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述问题，提供一种基于长时间相参积累的小型无人机目标的雷达检测方法，解决现有低空空域缺乏针对小型无人机的检测问题。

本发明的技术方案为，一种基于长时间相参积累的小型无人机目标雷达检测方法，采用雷达对小型无人机目标进行探测，由于无人机在飞行过程中常处于悬停、加速或减速等状态，速度是时变的，传统的多项式函数并不适用于建立雷达与无人机目标之间的斜距，因此，将采用分段运动方程对雷达与无人机目标之间的斜距进行建模，在观测时间内的瞬时斜距可以被描述为：

其中，r₀是目标与雷达的初始斜距，v_i，i＝0,1,…M是目标第i+1次运动的径向速度，T_i，i＝0,1,…M是目标第i+1次运动的结束时间，目标分段运动的总段数为M+1。t_m＝mT,m＝0,1,2,…表示慢时间，T是脉冲重复时间；

根据以上模型，则检测方法包括以下步骤：

S1、雷达发射的信号为线性调频(LFM)信号：