[发明专利]基于广义keystone变换和非相参积累的雷达检测方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及目标检测方法，可用于高斯白噪声环境中的基于多次相参脉冲回波的雷达检测高效处理。

背景技术

在雷达目标检测领域中，会遇到待检测的目标为高速运动的情况，这类目标通常具有很高的速度及加速度，传统的方法是将多个脉冲回波直接进行慢时间维FFT，若目标为低速运动时则不会发生距离走动，从而可以将各次目标回波的能量积累起来以达到将目标检测出来的目的。但由于目标为高速运动，使得在脉冲积累时间内目标会发生较大的距离走动，而且目标的高加速度还会造成回波包络的距离弯曲，如果对脉冲回波直接进行慢时间维FFT，只能把同一距离单元的能量积累起来，信号总能量被分散到多个距离单元上，所得脉冲积累结果的峰值要比未发生距离走动和距离弯曲时低得多，从而不能得到很好的检测结果，严重时甚至会丢失目标，已有研究介绍用keystone方法可以去除掉目标发生的距离走动对积累结果的影响，但为达到良好的积累结果，还需要将目标运动时的高加速度造成的回波包络的距离弯曲对积累结果的影响去除，目前还没有良好的方法解决。

在目标的运动信息未知的情况下，如果要通过积累的方法得到目标的速度信息，通常方法是，首先设定很大的速度搜索范围和一定的速度搜索步长，然后依据计算得到的每个搜索速度会造成的回波包络走动数目，对脉冲回波进行包络循环移位，再对进行包络循环移位后的脉冲回波做非相参积累，最后将每个可能的搜索速度所积累的结果进行比较，最大的积累结果对应的速度即为目标的速度估计值。这样做的结果是需要以很高的搜索运算量为代价，因此，有必要找寻一种减小运算量的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于广义keystone变换和非相参积累的雷达检测方法，以减小目标速度搜索的运算量，去除掉高加速度对目标能量积累的影响，从而有利于提高雷达对高速高加速目标的检测性能。

为实现上述目的，本发明的雷达目标检测方法，包括如下步骤：

1)将雷达高速高加速运动目标的近似模型和噪声模型分别表示为和d(l，t_m)；

2)根据目标近似模型和噪声模型，得到雷达脉冲回波：

并对脉冲回波以快时间为变量做FFT变换到距离频率域，得到回波距离维的频域数据z(f，t_m)，其中f表示距离频率；

3)将距离维的频域数据z(f，t_m)沿距离维做频域脉冲压缩，将脉冲压缩后的数据记为z′(f，t_m)，并对该脉冲压缩后的数据z′(f，t_m)中的慢时间变量t_m用新的时间变量τ_m进行替换，变量替换式为变量替换后得到的数据记为z′(f，τ_m)；

4)设定模糊因子范围为[n_min，n_max]，其中n_min最小，n_max最大，共N个，且都为正整数，用这一范围内的模糊因子对变量替换后的数据z′(f，τ_m)进行模糊补偿，补偿后的回波数据记为z′_i(f，τ_m)，i＝1…N；

5)对模糊补偿后的回波频域数据z′_i(f，τ_m)，i＝1…N进行每个距离单元内p点的时域内插，将时域内插后的数据记为i＝1…N；

6)利用时域内插后的数据，计算出目标速度为v时回波包络距离走动数k和同一个距离单元内的脉冲数w_k；

7)根据目标不同速度下回波距离走动数目k和同一个距离单元脉冲数w_k的不同，对时域内插后的数据进行循环移位，并对循环移位后的N组回波数据进行非相参积累，得到N组非相参积累结果，记为i＝1…N，其中|·|表示的是取模操作；

8)将N组非相参积累结果i＝1…N进行比较，取其中积累峰值最大的结果对应的模糊因子为目标的速度模糊因子n_k的估计值，记为并取该最大的积累峰值对应的速度为模糊后目标初速度v₀的估计值，记为

9)利用得到的目标模糊后初速度估计值和模糊因子估计值计算目标初速度的估计值然后用估计得到的目标初速度估计值对与模糊因子估计值对应的回波频率域数据进行速度补偿，再将补偿后的回波数据变换到距离时域，变换后的距离时域数据记为