[发明专利]一种基于长时间积累的临空高速目标检测方法

权利要求书

1.一种基于长时间积累的临空高速目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立高速机动目标运动模型，构造长时间观测条件下的雷达回波数据模型，对原始回波数据依次进行下变频和低通滤波，得到雷达接收的基带回波数据s_r(t_k,t_m)；然后，利用匹配滤波器对基带回波数据s_r(t_k,t_m)进行脉冲压缩，得到脉压后频率-慢时间域的回波数据S_P(f,t_m)；

其中，m＝0,1,...,N-1，N表示总的积累脉冲数；t_k为快时间，t_m为慢时间；

步骤2，按慢时间维将脉压后频率-慢时间域的回波数据S_P(f,t_m)划分为M个回波数据段

其中，每Q个脉冲重复间隔作为一个相参处理时间段，Q为2的整数次幂，m_i＝(i-1)×Q,(i-1)×Q+1,...,i×Q-1，N＝M×Q；

步骤3，构造搜索速度的遍历区间和步长，根据每个搜索速度v_s构造对应的相位补偿因子，形成补偿矩阵H_v(v_s)，并与第一段回波数据相乘，得到补偿后的第一段回波数据，并估计目标运动速度；根据目标运动速度估计值形成最优补偿矩阵，并对所有回波数据段分别进行补偿，得到相位补偿后的M个回波数据段，将相位补偿后的M个回波数据段通过IFFT变换到距离时域，得到相位补偿后的时域信号

步骤4，采用解线调频法对时域信号进行多普勒调频率的估计，即估计目标加速度，根据目标加速度估计值构造多普勒补偿项，对所有相位补偿后的时域信号进行补偿，实现多普勒扩展补偿；

步骤5，对步骤4补偿后的M个回波数据段的每一个距离单元分别做Q点的快速傅里叶变换，将每个回波数据段内的能量分别聚集在一个距离单元和多普勒单元，实现数据段内的相参积累，得到相参积累后的M个回波数据段；

步骤6，确定不同回波数据之间的距离单元差和多普勒通道差，采用段间距离单元差构造距离向补偿因子，对相参积累后的M个回波数据段进行距离向补偿，得到段间包络对齐后的M个回波数据段；

步骤7，对段间包络对齐后的M个回波数据段进行归一化处理，得到归一化后的M个回波数据段；利用步骤6确定的段间多普勒通道差，将归一化后的M个回波数据段中每段数据对应多普勒通道的数据提取出来并取模值后再相加，实现段间非相参积累，得到段间非相参积累后的回波数据；对段间非相参积累后的回波数据进行目标检测即可。

2.根据权利要求1所述的基于长时间积累的临空高速目标检测方法，其特征在于，步骤1中，所述高速机动目标运动模型为：

对于运动目标，目标与雷达之间的距离是随着慢时间t_m时变的，可表示为t_m的多项式函数，对其做泰勒级数展开表示为：

其中，P为目标运动阶数，α_p为第p阶运动参数；若保留泰勒级数的前四项，即取P＝3，则上式可简化为：

式中，R(t_m)表示在第m个脉冲重复周期内目标与雷达之间的距离，R₀表示目标的初始斜距，v为目标径向速度，a为目标径向加速度；

所述基带回波数据为：

其中，σ₀表示目标的反射系数，为矩形窗函数，T_p为矩形脉冲宽度，B为调制带宽，为调频率，f_c为载波频率，j为虚数单位，c为电磁波在空气中的传播速度；令t_m＝mT_r(m＝0,1,...,N-1)表示慢时间，T_r为脉冲重复间隔，N为总的积累脉冲数。