[发明专利]基于非均匀重采样技术的机动目标相干积累检测方法

摘要

一种基于非均匀重采样技术的机动目标相干积累检测方法，在快时间域对接收的雷达接收信号进行解调和脉冲压缩处理；对脉压缩信号做快速傅里叶变换；计算约束条件并生成空矩阵；判断所选时刻和所选时延是否同时满足约束条件，符合条件则对距离向频域信号进行非均匀重采样，计算对应元素值，不符合条件则对应元素值为0；依次选取所有的时刻和时延，将生成的元素值放入矩阵中；对相关函数矩阵数据执行快速傅里叶变换和快速傅里叶逆变换，完成相干积累；利用相干积累矩阵判定目标是否存在。本发明在检测过程中不受搜索方法的影响，计算复杂度低，检测性能优。

主权项

1.一种基于非均匀重采样技术的机动目标相干积累检测方法，其特征在于，对距离向频域信号进行非均匀重采样，利用在非均匀重采样后的距离向频域信号生成相关函数矩阵；该方法的具体步骤包括如下：(1)获取回波信号：雷达接收其自身发射的线性调频信号的回波信号；(2)获取解调信号：利用解调公式，在快时间域内解调雷达接收的回波信号，得到解调信号；(3)获取脉压信号：利用脉冲压缩公式，在快时间域内对解调信号在距离维进行脉冲压缩，得到脉压信号；(4)获取距离向频域信号：利用快速傅里叶变换公式，在快时间域内对脉压信号做快速傅里叶变换，得到距离向频域信号；(5)按照下式，计算约束条件：其中，t_u表示雷达回波信号慢时间的第u个时刻，u＝1,2,...,M，M表示雷达接收的回波信号的脉冲总数，y表示根据工程需要设定的雷达接收的回波信号的采样频率，z表示雷达发射的线性调频信号的载频，T_M表示雷达波束在微弱机动目标上的驻留时间，τ_v表示雷达回波信号的第v个时延，v＝1,2,...,M；(6)搭建一个的空矩阵，其行和列的取值均与雷达接收的回波信号的脉冲总数相等；(7)从雷达回波信号慢时间中依次选取一个时刻和一个时延，判断所选时刻和所选时延是否同时满足约束条件，若是，则执行步骤(8)，否则，执行步骤(9)；(8)利用非均匀重采样技术，计算元素值；(8a)对步骤(4)得到的距离向频域信号做快速傅里叶变换，得到离散频域信号；(8b)在离散频域信号的频域上大于采样频率y的位置之后补7N个零，N表示雷达接收信号的采样点数，得到补零后的离散频域信号；(8c)将补零后的离散频域信号做快速逆傅里叶变换，得到重采样信号序列；(8d)按照下式，计算第一次对重采样信号序列插值前，在重采样信号序列的时间轴上非均匀分布的插值位置：其中，x_i,j表示第一次对重采样信号序列插值前，在重采样信号序列的时间轴上对应雷达回波信号慢时间的第i个时刻和雷达回波信号第j个时延非均匀分布的插值位置，t_i表示第i个慢时间时刻，f表示距离频域内的距离频率，表示开平方根操作，τ_j表示雷达回波信号的第j个时延，i和j与所选时刻的序号和所选时延的序号的取值对应相等；(8e)利用线性插值公式，计算第一次对重采样信号序列插值前，在重采样信号序列的时间轴上非均匀分布的插值位置上待插入的值；(8f)按照下式，计算第二次对重采样信号序列插值前，在重采样信号序列的时间轴上非均匀分布的插值位置：其中，y_p,q表示第二次对重采样信号序列插值前，在重采样信号序列的时间轴上对应雷达回波信号慢时间的第p个时刻和雷达回波的第q个时延的非均匀分布的插值位置，其中p和q与所选时刻的序号和所选时延的序号的取值对应相等；(8g)利用线性插值公式，计算第二次对重采样信号序列插值前，在重采样信号序列的时间轴上非均匀分布的插值位置上待插入的值；(8h)将两次待插入的值相乘，将乘积作为空矩阵第所选时刻的序号行第所选时延的序号列的元素值；(9)将0作为空矩阵第所选时刻的序号行第所选时延的序号列的元素值；(10)判断所有时刻和时延是否选取完毕，若是，将生成的元素值放入空矩阵中对应的位置得到相关函数矩阵，执行步骤(11)，否则，执行步骤(7)；(11)生成快时间‑多普勒域相干积累矩阵：(11a)利用快速傅里叶变换公式，在快时间域‑慢时间域，对相关函数矩阵做快速傅里叶变换，得到频域相关函数矩阵；(11b)利用快速逆傅里叶变换公式，在距离频域，对频域相关函数矩阵做快速逆傅里叶变换，得到快时间‑多普勒域相干积累矩阵；(12)检测机动目标：(12a)利用门限公式，计算检测门限值；(12b)判断快时间‑多普勒域相干积累矩阵的所有元素中绝对值的最大值是否大于或等于检测门限，若是，则将雷达接收的回波信号判定为含有微弱机动目标的目标回波信号，否则，将雷达接收的回波信号判定为无目标的高斯白噪声。