[发明专利]一种针对高阶机动目标雷达回波的检测方法

摘要

本发明公开了一种针对高阶机动目标雷达回波的检测方法，该方法首先采用子带双频共轭处理降低合成信号的等效频率，然后通过对距离、速度、加速度和加加速度的联合搜索实现对合成信号的数据抽取，再沿抽取的运动轨迹采用调频率‑二次调频率变换进行相参积累，该方法能够同时实现距离徙动校正和多普勒扩散补偿，从而获得精确的参数估计结果。

主权项

1.一种针对高阶机动目标雷达回波的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、对雷达回波数据进行脉压处理，具体方法如下：假设观测场景中存在K个点目标，针对第k个目标，雷达发射线性调频信号表达式为：其中，k＝1,2,...,K；T_p为脉冲宽度，f_c为载波频率，γ为调频斜率，τ为快时间，即距离时间，t为慢时间，且t＝nT，n＝0,1,....N‑1，N为相参积累时间内发射的脉冲数，T为脉冲重复周期；雷达接收信号经下变频和距离脉冲压缩处理后变为：其中，σ0k为目标的反射系数，G为距离压缩增益，B为线性调频信号带宽，c为光速，sinc(x)＝sin(x)/x，λ＝c/fc为波长。忽略目标的三阶以上运动参数引起的距离徙动和多普勒频谱展宽，雷达到第k个点目标的瞬时斜距为：其中目标在t₀时刻的距离、速度、加速度和加加速度的3阶运动参数为将式(3)代入式(2)得：步骤2、首先将式(2)变换到距离频率域，并将其分为两个子带信号，使得其中一个子信号的频域范围为另一个子信号的频域范围为然后分别将这两个信号进行距离向频移Δf_r/2，得到两个子带信号经过距离向频移后的时域信号分别为：其中，Δf_r表示两个子带信号中心频率之间的频率差；G₁和G₂分别为两子带信号的距离向脉压处理增益，且满足对这两个子带信号进行共轭相乘，得到合成信号：步骤3、将代入公式(7)得：其中，是目标运动轨迹搜索方程，r₀、v、a和分别表示目标的初始距离、速度、加速及加加速度；再把公式(3)代入(8)式得：则K个目标的脉间多目标信号表达式为：其中：为各目标的后向散射系数，为待估计的目标参数，满足s'R(ta)的参数化瞬时自相关函数定义为：其中，*表示取共轭；l为时延变量，为与变标操作相关的固定时延；表示瞬时自相关函数交叉相关项；表示瞬时自相关函数的自相关项，表达式为：对ta进行广义Keystone变换，变换表达式为：其中t'a为变标后的时间变量，η为变标因子；将式(14)代入式(12)得到：对公式(15)进行离散傅里叶变换得：将代入(16)式得：对式(16‑1)采用非均匀傅里叶变换来完成信号能量积累，即：其中，NUFFT(·)表示非均匀傅里叶变换算子；步骤4、针对搜索参数r₀、v、a和在各自取值范围内任意取一个值，得到一个参数组合将搜索参数r₀、v、a和代入到目标运动轨迹搜索方程中，计算得到r(t)；然后返回步骤3，将r(t)的值代入到(8)式中，执行步骤3后最终得到式(17)的值；通过计算不同的搜索参数组合得到r(t)并返回步骤3，得到各参数组合对应的式(17)的值，则得到的最大值对应的一组参数即为目标的参数值，实现目标检测。