[发明专利]基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法及系统，包括：对天基预警雷达多通道回波进行预处理，得到预处理后的雷达回波数据；对预处理后的雷达回波数据进行Keystone变换，完成距离走动矫正；对经过距离走动校正后的回波数据沿方位子孔径进行划分，保证子孔径内不发生多普勒扩散；在各子孔径内利用后多普勒空时自适应处理技术完成杂波抑制，在各子孔径内完成初步积累，然后通过低门限的恒虚警检测，提取出待检测目标；对提取到的待检测目标逐个进行相位补偿后沿子孔径方向进行傅里叶变换，以实现子孔径间的相参积累并进一步提高目标信号的输出信杂噪比，最后通过高门限检测剔除虚警并保留真实目标点。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，具体地，涉及基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法及系统，更为具体地，涉及一种基于子孔径相参积累变换(SCA)的天基预警雷达AMTI方法。

背景技术

天基预警雷达具有全球持续覆盖、反隐身能力强、安全性高等优点，在国防建设中发挥着非常重要的作用。随着航空航天技术的高速发展，先进空中飞行目标往往呈现出雷达散射截面积(RCS)小、高速、高机动特性，导致回波信号能量微弱；此外，由于星载平台的高速运动，观测到的运动目标通常被淹没在扩展的地/海杂波背景中，使得目标检测极具挑战性。空时自适应处理(STAP)技术可以被应用在多通道天基预警雷达体制中，实现有效地杂波抑制并提升目标的输出信杂噪比(SCNR)。

通过延长积累时间来换取能量是提升弱小目标检测性能的有效途径，但是在长时间观测下，由于非合作目标的机动特性会导致出现跨距离走动和跨多普勒频率走动，反而会降低输出SCNR。解决该问题的方法包括相参积累、非相参积累和混合积累三种方案。其中，相参积累方法通过对多个方位脉冲进行相参积累来提高输出SCNR，但是通常需要设置多维参数匹配滤波器，不适合工程化实时处理；非相参积累变换则面临输出SNR不足的缺陷。混合积累方法可以应对传统非相参积累增益低和相参积累计算大的矛盾，该类方法通过将积累时间分段，在段内完成相干积累，再把各段内相干积累结果进一步完成非相干积累，即段内相干积累、段间非相干积累。其中典型的方法包括结合Hough变换、动态规划以及检测前跟踪(TBD)等。但在天基雷达AMTI背景下，由于目标回波距离走动大，段内直接相干积累脉冲少，积累增益小，不利于天基预警雷达微弱空中动目标检测。尽可能增大相干积累时间，再充分利用航迹内目标能量积累，获取最大积累增益，是天基预警雷达微弱空中动目标检测的努力方向。

专利文献CN102288948B(申请号：201110123779.2)公开了基于STAP的高速平台高速空中动目标检测方法。本发明属于空中动目标检测技术领域。检测步骤：(1)高速平台相控阵雷达接收的空时二维数据进行Keystone变换校正杂波距离走动；(2)对杂波走动校正后的数据，根据参考单元的数据估计杂波协方差矩阵；(3)杂波协方差矩阵的逆矩阵乘以Keystone变换后的数据实现杂波抑制；(4)抑制后数据变换到距离频域为目标距离走动补偿做准备；(5)根据空中动目标速度范围和雷达系统参数构造一个模糊数集合；(6)根据模糊数集合构造一个滤波器组；(7)步骤4数据通过滤波器组，实现目标距离走动校正并对校正结果进行空时二维波束形成实现目标积累。本发明通过并行处理，同时检测出模糊数不同多目标，具有运算速度高、便于工程实现等优点。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法及系统。

根据本发明提供的一种基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法，包括：

步骤S1：对天基预警雷达多通道回波进行预处理，得到预处理后的雷达回波数据；

步骤S2：对预处理后的雷达回波数据进行Keystone变换，完成距离走动矫正；

步骤S3：对经过距离走动校正后的回波数据沿方位子孔径进行划分，保证子孔径内不发生多普勒扩散；