[发明专利]一种用于变加速运动目标的相参积累检测方法

说明书

本发明公开了一种用于变加速运动目标的相参积累检测方法。本发明方法通过雷达接收的目标回波信号以及参考信号计算距离维频域数据；将距离维频域数据沿慢时间维进行短时傅里叶变换；根据短时傅里叶变换获得数据构建补偿模型进行距离徙动补偿；通过三次相位函数估计目标加速度与目标加速度变化率；通过补偿模型计算得到三维回波信号，并利用目标加速度估计值和加速度变换率估计值对三维回波信号慢时间维的二次项和三次项进行徙动补偿；通过对全部徙动补偿后三维回波信号沿慢时间维进行快速傅里叶变换得到相参积累数据，将相参积累数据模值的平方与恒虚警检测预设门限比较判定目标是否存在。本发明能够有效提高雷达对变加速运动目标的检测性能。

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，具体涉及一种用于变加速运动目标的相参积累检测方法。

背景技术

增加相参积累时间是提高雷达探测能力的一种较为常见的技术。然而，长时间相参积累技术只适用于目标回波未发生任何徙动的情形。当目标速度，加速度及加速度变化率较大时，长时间相参积累会使目标回波面临距离徙动和多普勒徙动，从而降低积累增益。因此，研究雷达目标徙动补偿方法成为提高变加速运动目标探测能力的关键问题。

一些典型的算法，如keystone变换和拉东-傅里叶变换可有效地补偿速度引起的距离徙动。拉东-分数阶傅里叶变换，拉东-吕氏分布、keystone变换-吕氏分布等方法能同时补偿距离徙动和加速度引起的多普勒徙动。但上述方法忽略了加速度变化率引起的多普勒徙动。对于高机动目标而言，其加速度很有可能是变化的，这种情况下，加速度变化率引起的多普勒徙动需要加以考虑。现有的广义拉东-傅里叶变换和keystone变换-广义去调频处理，虽然能够补偿加速度变化率引起的多普勒徙动，但因其均是多维搜素方法，故计算量太大而不利于实时化。Keystone变换-三次相位函数将keystone变换-广义去调频处理方法中的二维搜索转化为两次一维搜索，有效地减少了计算量，但其不适用于较低信噪比环境，且其忽略了同距离单元内多目标检测问题。当信噪比比较低或者多目标处于同一距离单元内时，keystone变换-三次相位函数可能会出现漏检，从而降低雷达对目标的检测概率。

发明内容

针对目标速度引起的距离徙动和目标加速度和加速度变化率引起的多普勒徙动问题，本发明提出了一种用于变加速运动目标的相参积累检测方法。

本发明的技术方案为一种用于变加速运动目标的相参积累检测方法，具体包含以下步骤：

步骤1：通过雷达接收目标回波信号以及参考信号，根据目标回波信号以及参考信号计算距离维频域数据；

步骤2：距离维频域数据沿慢时间维进行短时傅里叶变换；

步骤3：根据短时傅里叶变换获得数据构建补偿模型；

步骤4：通过三次相位函数估计目标加速度与目标加速度变化率；

步骤5：通过补偿模型快速傅里叶逆变换后获得的信号计算得到三维回波信号，并利用目标加速度估计值和加速度变换率估计值对三维回波信号慢时间维的二次项和三次项进行补偿；

步骤6：通过对全部徙动补偿后三维回波信号沿慢时间维进行快速傅里叶变换得到相参积累数据，将相参积累数据模值的平方与恒虚警检测预设门限比较判定目标是否存在。

作为优选，步骤1中所述距离维频域数据为：