[发明专利]星载脉冲多普勒雷达的匀加速运动目标参数快速估计方法

说明书

本发明提供一种星载脉冲多普勒雷达的匀加速运动目标参数快速估计方法，具体过程为：步骤一：建立运动目标回波信号模型，并对其进行脉压处理；步骤二：将脉压处理后的信号变换到快时间频域得到快时间频域信号，对快时间频域信号进行子带分解，并将两个子带信号进行距离向频移后，共轭相乘得到合成信号；步骤三：对合成信号进行拉登分数阶傅里叶变换处理；步骤四：对傅里叶变换的结果进行峰值搜索和门限判决，获得目标参数估计结果。本发明方法不需要预知目标的任何先验信息，通过子带分解和共轭相乘处理能够降低信号的等效频率，从而可以解决多普勒模糊情况下的多普勒频率扩散问题，并获得准确的参数估计。

技术领域

本发明涉及一种星载脉冲多普勒雷达的匀加速运动目标参数快速估计方法，属于雷达测量技术领域。

背景技术

现代雷达往往通过长时间相参积累来提高目标回波信噪比，从而提高对目标的检测能力。但是，目标运动引起的积累损失会影响参数估计的精度。在积累时间内，目标运动引起的距离徙动和多普勒频率扩散是需要解决的两个关键问题。对于距离徙动校正，有许多典型的方法，包括楔石变换，霍夫变换等。对于多普勒频率扩散，方位向上的回波可以被建模为线性调频信号，因此可利用线性调频信号的参数估计方法获得运动参数。常用方法包括最大似然估计，时频分析方法等。然而，这些方法可能具有较大的计算复杂度，低分辨率或高交叉项。

此外，在2011年《IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems》中第47卷第2期第1186至1200页，Xu J等人在“Radar maneuvering target motionestimation based on generalized Radon-Fourier transform”一文中提出了一种新的拉登傅里叶变换方法来实现具有距离徙动的运动目标的相参积累。在2015年《IEEE SignalProcessing Letters.》中第22卷第3期第270至274页，Li X L等人在“A fast maneuveringtarget motion parameters estimation algorithm based on ACCF”一文中提出了一种基于近邻互相关法的包络徙动校正法，该算法通过逐级降阶的方式来实现包络对齐，将其应用于机动目标窄带回波信号模型可消除穷尽搜索，但是低抗噪性能和特定假设限制了算法的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种星载脉冲多普勒雷达的匀加速运动目标参数快速估计方法，该方法能够解决多普勒模糊情况下的距离徙动和多普勒频率扩散问题，以获得精确的参数估计结果。

实现本发明的技术方案如下：

一种星载脉冲多普勒雷达的匀加速运动目标参数快速估计方法，具体过程为：

步骤一：建立运动目标回波信号模型，并对其进行脉压处理；

步骤二：将脉压处理后的信号变换到快时间频域得到快时间频域信号，对快时间频域信号进行子带分解，并将两个子带信号进行距离向频移后，共轭相乘得到合成信号；

步骤三：对合成信号进行拉登分数阶傅里叶变换处理；

步骤四：对傅里叶变换的结果进行峰值搜索和门限判决，获得目标参数估计结果。

进一步地，本发明将快时间频域信号记为

其中，f表示距离频域，B为线性调频带宽，σ_0k为目标的反射系数，f_c为载波频率，c为光速，R_k(t)是雷达和第k个目标之间的瞬时距离；

则将快时间频域信号进行子带分解，并将两个子带信号进行距离向频移后得到的信号为：