[发明专利]检测快速火炮类微弱目标的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低信噪比条件下雷达系统快速检测火炮类微弱目标的方法。

背景技术

目前现代雷达信号处理理论基本上还是遵循平稳信号处理模型，并且只利用到单个频率和单个距离单元的孤立处理方式，并没有涉及到目标的速度变化、距离徙动等非平稳因素的影响。而对于高速运动的雷达弱小目标，积累时对目标的非平稳因素是必须考虑的。由于回波信号的信噪比很低，如果只利用单帧的回波数据，无法得出检测结果。因此需要对雷达的回波信号做长时间的多脉冲积累。其次由于目标运动速度较高或距离分辨率高，目标回波可能发生距离走动，因此长时间积累时目标能量扩散，当目标移动超过一个包络主瓣宽度时积累无效。火炮类目标具有速度快，一般可达1000m/s，RCS小，小到0.0001m²等特点，导致回波信噪比很小,制约了雷达的检测性能。提高雷达回波信噪比通常有三种方法：增大雷达发射功率，但这会导致雷达体积变大，且容易被敌方截获；增大发射脉冲宽度，但又会使雷达盲区变大，特别是目标高速运动时，多普勒耦合效应使主副瓣比迅速下降；另一种是保持雷达系统参数不变，对雷达回波进行长时间相干积累，而对于高速运动的雷达弱小目标，存在跨距离、跨多普勒单元的问题，因此长时间相干积累时目标能量扩散，当目标移动超过一个主瓣宽度时积累无效。

近年来，检测前跟踪技术(TBD)逐渐成为弱小目标探测跟踪技术发展的主流。该类技术主要包括三维匹配滤波、多级假设检验序贯处理、动态规划、高阶相关处理等方法。动态规划算法是穷尽搜索法的一种等效实现算法，其主要思想是将n维优化问题转化为n个1维优化问题，对优化问题的分级处理使其计算效率远远高于穷尽搜索。

在现有技术中，动态规划算法通常用于求解具有某种最优性质的问题。在这类问题中，可能会有许多可行解。每一个解都对应于一个值，通常希望找到具有最优值的解。动态规划算法的基本思想是将待求解问题分解成若干个子问题，先求解子问题，然后从这些子问题的解得到原问题的解。由于在低信噪比下，单帧数据无法得出检测结果。动态规划算法通过先存储多帧雷达回波原始数据，然后进行目标帧间能量积累实现对低可观测目标进行检测和跟踪的技术。结合动态规划算法的特点，虽然理论上可对火炮类高速弱机动性目标提前发现和检测。但动态规划算法要联合多帧3维数据进行处理，运算量和存储量都很大,难以达到近程高速火炮类目标检测的实时性。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在问题，根据被观测目标的特点,提供了一种能够降低计算量，缩短雷达反应时间，并能有效解决检测空间高速弱小运动目标的方法。