[发明专利]一种微弱目标的多帧相参积累检测方法

说明书

本发明公开一种微弱目标的多帧相参积累检测方法，应用于雷达信号处理领域，针对现有技术均没有同时考虑目标的距离徙动和帧内帧间的联合相参积累处理，而导致的微弱目标检测性能低的问题；本发明首先，提出了改进RFT(MRFT)校正目标距离走动，以实现每一帧回波信号能量的帧内相参积累；随后针对MRFT积累输出特性，提出了MRFT域的帧间积累方法以获得多帧信号能量的相参积累；通过帧内帧间的联合处理，可以显著提高目标的回波信噪比与雷达的检测性能。

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，特别涉及一种微弱目标检测技术。

背景技术

近年来，微弱目标检测在雷达领域受到越来越多的关注。一方面，由于隐身技术的进步，雷达目标(包括陆地、海洋、空中和太空)的隐身能力越来越强；另一方面，能够探测到雷达回波较弱的小型目标也变得越来越重要，如游艇、潜望镜和无人机等。因此，如何提高对微弱目标的检测性能成为雷达信号处理研究的重要课题。

众所周知，通过对不同采样脉冲的长时间积累，可以显著提高雷达回波的信噪比和检测性能。然而，距离徙动在长时间积累中不可忽略，其会严重降低传统运动目标检测算法的性能。为了有效补偿距离徙动，实现帧内积累，Carlson等引入Hough变换(HoughTransform，HT)，利用距离徙动积累运动目标的能量。然而，HT实际上是一种非相参积累方法，它不能补偿相位差，导致积累增益低，在低信噪比环境下不适用。Perry等人提出了基于Keystone变换的方法。然而，Keystone变换可能会因为插值运算而遭受一些性能损失。Xu等基于目标运动与距离徙动的耦合关系，提出了一种新的Radon傅里叶变换(Radon FourierTransform,RFT)来实现帧内相参积累。理论分析和仿真实验表明，Radon傅里叶变换在不同信噪比背景下效果较好，有利于后续的目标检测操作。

除了上述的帧内积累方法，很多学者也研究了帧间积累方法。典型的帧间积累方法有动态规划(DP)等。DP方法在雷达检测中得到了较为普遍的应用。但是需要指出的是，这种帧间积累方法没有考虑目标的距离徙动，也没有考虑帧内积累。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种微弱目标的多帧相参积累检测方法，可以显著提升目标的信噪比和雷达的检测性能。

本发明采用的技术方案为：一种微弱目标的多帧相参积累检测方法，包括：

S1、雷达采用线性调频信号作为发射信号，观测期间雷达接收机总共接收到K帧回波，第k帧内雷达接收机接收到的基带信号为s_k(t_m,t)，其中，k＝1,2,...,K，t_m为慢时间，t为快时间；

S2、对每一帧基带信号s_k(t_m,t)进行脉冲压缩；

S3、构造每一帧基带信号对应的相位补偿方程；

S4、根据各帧基带信号对应的相位补偿方程，得到各帧帧内的相参积累结果；

S5、在MRFT域对K帧相参积累结果进行帧间信号处理，得到多帧相参积累结果；

S6、根据步骤S5的多帧相参积累结果进行目标检测。

本发明的有益效果：本发明的一种微弱目标的多帧积累检测方法，研究了距离走动下目标回波信号的帧内帧间联合长时间相参积累方法；首先，提出了改进RFT(MRFT)校正目标距离走动，以实现每一帧回波信号能量的帧内相参积累；随后针对MRFT积累输出特性，提出了MRFT域的帧间积累方法以获得多帧信号能量的相参积累。通过帧内帧间的联合处理，可以显著提高目标的回波信噪比与雷达的检测性能。

附图说明

图1为本发明实施例的流程图；

图2为第1帧脉冲压缩回波MTD结果；