[发明专利]一种雷达机动目标跨距离和多普勒单元快速相参积累检测方法

说明书

本发明涉及一种雷达机动目标跨距离和多普勒单元快速相参积累检测方法，属于雷达信号处理和检测技术领域。首先，雷达脉压后的慢时间维数据进行时间反转运算，消除相位奇数阶项，并利用二阶匹配傅立叶变换，估计二阶相位参数；其次，快时间维傅里叶变换，二阶相位补偿；然后，慢时间维相位差分降阶运算，并进行二阶Keystone变换；最后，距离频率维逆傅里叶变换，慢时间傅里叶变换，完成跨单元相参积累，构造检测统计量，进行机动目标检测。本发明能够实现机动目标跨距离单元和多普勒单元的能量相参积累，积累增益高；同时也是一种非参数搜索的方法，运算效率高，适合工程应用；并可通过峰值估计目标的运动参数，能够提高雷达机动目标检测和估计能力。

技术领域

本发明属于雷达信号处理和检测技术领域，更具体地，本发明涉及一种雷达机动目标跨距离和多普勒单元快速相参积累检测方法，可用于雷达对机动目标快速检测和估计。

背景技术

稳健和有效的雷达动目标检测始终是雷达信号处理领域的难题，研究提高雷达对微弱动目标检测能力的信号处理方法具有重要意义。近年来，随着目标装备的发展，高速高机动目标层出不穷，给雷达带来极大威胁，提高了雷达探测目标的难度，如高超声速飞行器、高机动导弹、战斗机、无人机、海面快艇等。由于机动目标回波可用多项式相位信号表示，机动性越强，多项式阶数越高，对其检测和参数的高精度估计也越难。与此同时，高机动目标也容易出现跨距离和多普勒单元走动问题，使得目标能量在时域和频域分散，降低了相参积累增益。

目前，该领域的主要技术途径有：一是，基于Keystone变换的距离走动补偿方法，通过插值对原有的坐标轴进行尺度变换，从而有效地校正距离徙动，仅能补偿一阶距离走动，即由匀速运动导致的跨单元走动，并且不能补偿多普勒走动；二是，路径搜索匹配积累法，如Radon-傅里叶变换和Radon-分数阶傅里叶变换，预先设置运动参数确定的运动轨迹，在该轨迹上进行信号的相参积累，能够同时补偿距离和多普勒走动，但该方法需要高维参数搜索，对于高阶机动目标，待搜索的参数较多，运算量很大。因此，亟需设计一种能够同时补偿距离和多普勒走动，无参数搜索的快速相参积累方法，用于雷达机动目标的检测和参数估计。

发明内容

本发明的目的在于改善雷达机动目标积累增益，实现快速高精度的机动目标检测和参数估计，提出一种雷达机动目标跨距离和多普勒单元快速相参积累检测方法。其中要解决的技术问题包括：

(1)高机动目标容易同时跨越雷达距离和多普勒单元，传统相参积累检测方法容易导致能量发散，积累增益低；

(2)高机动目标高阶多项式相位信号，其运动参数维度很高，导致多维参数匹配搜索法运算量很大，难以适合工程应用；

本发明所述的一种雷达机动目标跨距离和多普勒单元快速相参积累检测方法，其特征在于包括以下技术措施：

步骤一、雷达脉压后的慢时间维数据进行时间反转运算，消除奇数阶相位项；

步骤二、二阶匹配傅立叶变换，估计二阶相位参数；

步骤三、快时间维傅里叶变换，得到距离频率-慢时间二维数据，并对二阶相位补偿；

步骤四、慢时间维相位差分降阶运算，并进行二阶Keystone变换；

步骤五、距离频率维逆傅里叶变换，慢时间傅里叶变换，完成跨单元相参积累；

步骤六、构造检测统计量，进行机动目标检测。

对比现有技术，本技术方案所述的一种雷达机动目标跨距离和多普勒单元快速相参积累检测方法，有益效果在于：

(1)该方法能够实现机动目标跨距离单元和多普勒单元的能量相参积累，积累增益高；

(2)该方法是一种非参数搜索的方法，运算效率大大提高；

(3)该方法可通过峰值估计目标的运动参数。