[发明专利]一种基于长时间积累的临空高速目标检测方法

说明书

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体公开了一种基于长时间积累的临空高速目标检测方法，首先对脉冲压缩后的回波信号按脉冲数进行分段，并补偿每一段内的回波信号包络的距离走动和多普勒扩展；再对每一段内补偿后的结果进行段内的相参积累；最后对所有回波信号进行段间的包络移动和非相参积累，使回波信号能量得以有效积累。采用时间分段、段内相参积累、段间非相参积累的长时间积累方法，既解决了长时间相参积累计算量问题，又解决了回波信号相参性变差的问题；提高了检测性能，易于工程实现。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于长时间积累的临空高速目标检测方法，可用于提高积累增益，减少计算量，易于工程实现。

背景技术

随着航空航天技术的发展，高超声速飞行器以其极为诱人的军事应用前景而受到各军事大国的关注。它综合了航空航天领域众多学科的新技术，代表了未来航空航天领域的研究发展方向，军事上被认为是继隐身技术之后的又一重点技术领域。高超声速飞行器一般飞行在20km～100km的临近空间，具有作战距离远、飞行速度快、机动性强等特点，能够在极短的时间穿过雷达波束，突破现有空天防御系统，对国家空天安全带来巨大威胁。面对临近空间高超声速飞行器的各种突防手段，研究高速高机动目标检测技术具有重要意义。

通常可以增加观测时间并采用长时间积累技术以提高目标的输出信噪比，用时间换取能量，进而提高雷达对该类目标的检测性能。然而在长时间积累过程中，由于临近空间高速目标高速高机动的运动特性，会出现距离徙动和多普勒扩展现象，使得传统的相参积累效果严重变差。考虑到目标在大气层中高速运动与空气摩擦引起空气电离产生等离子鞘套，导致回波信号本身的相参性变差。若这时仍进行长时间相参积累，反而会导致结果变差；同时从硬件可实现的角度考虑，长时间相参积累对设备量需求很大，成本太高。因此，研究有效且易于工程实现的长时间积累算法，实现对临近空间高速目标的检测具有迫切的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于长时间积累的临空高速目标检测方法，采用时间分段、段内相参积累、段间非相参积累的长时间积累方法，既解决了长时间相参积累计算量问题，又解决了回波信号相参性变差的问题；提高了检测性能，易于工程实现。

本发明的技术原理：首先对脉冲压缩后的回波信号按脉冲数进行分段，并补偿每一段内的回波信号包络的距离走动和多普勒扩展；再对每一段内补偿后的结果进行段内的相参积累；最后对所有回波信号进行段间的包络移动和非相参积累，使回波信号能量得以有效积累。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种基于长时间积累的临空高速目标检测方法，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；