[发明专利]一种应用于三阶机动目标的相参积累检测方法

说明书

本发明提供了一种应用于三阶机动目标的相参积累检测方法，属于雷达信号技术领域。本发明首先对回波信号进行快时间频域的脉冲压缩，然后利用三阶Keystone变换校正目标的三阶距离徙动。再利用频移互相关和尺度傅里叶变换得出定义速度的值。利用由定义速度构造的快时间频域匹配滤波方程消除一阶距离走动，在快时间频域利用二维匹配滤波方程联合搜索目标的加速度与加加速度，并补偿消除目标的二阶距离走动以及多普勒扩散效应。最后通过慢时间快速傅里叶变换进行目标能量的相参积累检测。本发明同时利用目标回波的幅度与相位信息实现相参积累，消除三阶机动目标的距离徙动和多普勒徙动效应，能够显著地提高雷达的检测性能，且实用性强。

技术领域

本发明属于雷达信号技术领域，特别涉及一种应用于三阶机动目标的相参积累检测方法。

背景技术

随着航空技术和隐身技术的蓬勃发展，机动目标检测逐渐成为了雷达信号处理领域的难题。通常情况下，长时间积累技术能够显著地提高雷达的检测性能。然而，机动目标的复杂运动(包括速度、加速度和加加速度)会引起距离徙动和多普勒徙动效应，它们会造成雷达积累检测性能的下降。因此，必须在相参积累检测之前消除距离徙动与多普勒徙动。

为了校正由目标速度引起的一阶距离徙动，首先提出的算法是Keystone变换，这种方法能够通过插值对原有的坐标轴进行尺度变换，从而有效地校正一阶距离徙动。随后，许稼等人提出了RFT算法，该算法是通过在速度-距离域的二维联合搜索实现一阶距离徙动的校正同时获得目标的能量积累。此后被提出的AR-MTD算法则是利用坐标轴旋转来消除目标的一阶距离徙动。

当考虑到目标的加速度时，二阶距离徙动和一阶多普勒扩散效应会在长时间积累过程中出现。针对二阶距离徙动与一阶多普勒扩散问题，科研人员提出了多种解决方法。IAR-FRFT算法是通过改进旋转坐标轴校正一阶距离徙动并减缓二阶距离徙动，然后通过FRFT操作消除一阶多普勒扩散并实现能量的相参积累。此外，RFRFT、RLVD、RLCT等算法陆续被提出来解决上述问题。

对于以加加速度运动的目标，在其长时间积累过程中会出现三阶距离徙动和二阶多普勒扩散现象。之前提及的算法都只是考虑了速度或加速度，无法应用于三阶机动目标。针对三阶距离徙动和二阶多普勒扩散问题，许稼等人提出了GRFT算法，该算法是在参数域进行多维搜索实现相参积累。此外，李小龙等人提出的GKTGDP算法也能很好地解决上述问题。然而，这两种方法的运算量都很大。此外，GRFT算法中还有可能出现盲速旁瓣效应。ACCF算法能够快速实现相参积累检测，但是其检测性能会显著下降。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于三阶机动目标的相参积累检测方法，消除了三阶机动目标的距离走动和多普勒徙动效应并实现目标能量的相参积累。

一种应用于三阶机动目标的相参积累检测方法，包括以下步骤：

步骤1，雷达发射机发射线性调频信号，对雷达接收机接收到的多脉冲回波信号在快时间频域进行快速傅里叶变换并进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩后的信号S_c(f,t_m)，其中，f为快时间频率，t_m为慢时间；

步骤2，将脉冲压缩处理后的回波信号S_c(f,t_m)在快时间频域进行三阶Keystone变换，得到变换后的回波信号S_KT(f,t_n)，其中，t_n为慢时间变量，f_c为雷达载频；

步骤3，对变换后的回波信号S_KT(f,t_n)进行频移互相关变换得到Z(f,f_d,t_n)，其中，f_d为频移变量；对Z(f,f_d,t_n)沿方向进行求和得到P(f_d,t_n)；