[发明专利]一种雷达目标快速长时间相参积累方法

说明书

本发明属于雷达信号处理领域，公开了一种雷达目标快速长时间相参积累方法。本发明通过：雷达系统发射线性调频信号，并接收回波信号；利用FFT和CZT快速实现对回波信号的RFT处理；根据加速度在真实目标附近引起的多普勒偏移，构造加速度滤波器矩阵；结合加速度滤波器矩阵对RFT处理结果进行加速度补偿，得到目标的距离‑速度‑加速度三维补偿的长时间相参积累结果，实现目标的聚焦。本发明可以通过较少的计算量显著提高系统信噪比，提高雷达系统对快速小目标的探测能力。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，特别是一种雷达目标快速长时间相参积累方法。

背景技术

近年来，随着隐身技术的不断发展，低空快速小飞行器越来越多，应用于各个领域。该类微弱目标的低信噪比、低信杂比、飞行速度快、雷达散射面积(RCS)小等特性，为雷达信号处理领域准确快速地探测该类目标带来了很大的难度。对待这类问题，常用的做法是进行相参积累来改善系统信噪比，提高对雷达微弱目标的探测能力。

目前，应用于匀速运动目标的一些经典相参积累方法有动目标检测(MTD)、Keystone变换、拉登傅里叶变换(RFT)。其中，MTD是最简单、高效的相参积累方法，但是无法消除快速运动目标在相参积累周期内的距离走动效应。Keystone变换相参积累方法是先通过传统的Keystone变换对目标的距离走动进行校正，然后再进行MTD处理实现相参积累。与MTD方法相比，Keystone变换校正了距离走动问题，但是该方法与MTD一样都存在多普勒模糊问题。2011年徐稼等人在“Radon-Fourier Transform for Radar Target Detection,I:Generalized Doppler Filter Bank”一文中提出了Radon-傅里叶变换(RFT)方法，该方法利用目标的运动信息对其距离-速度进行二维遍历补偿实现了目标能量的长时间相参积累，同时该方法不存在多普勒模糊问题。RFT方法性能优越，在雷达微目标探测领域得到了广泛的应用。然而在实际应用中，目标的运动情况比较复杂，可能具有加速度，以上相参积累方法没有对加速度进行补偿，将导致相参积累效果大大降低。对于有加速度目标的相参积累问题，徐稼等人在提出RFT的同篇文章中又提出了广义RFT方法(GRFT)来进行加速度的补偿，但由于该算法计算量太大，应用得到了较大的限制。因此亟需一种可以快速补偿目标加速度的长时间相参积累方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供了一种雷达目标快速长时间相参积累方法，以较少的运算量快速实现相参积累周期内近似匀加速运动目标的距离-速度-加速度补偿，实现目标能量的长时间相参积累，进而提高雷达系统对快速微弱目标的探测能力。

本发明所采用的技术方案是：

一种雷达目标快速长时间相参积累方法，包括以下步骤：

1)雷达系统发射线性调频信号，并接收雷达回波信号；

2)设置目标距离、速度搜索范围，并利用FFT和CZT快速实现RFT处理；

3)设置目标的加速度搜索范围，构造加速度滤波器矩阵；

4)根据加速度滤波器对RFT处理结果进行加速度补偿，最终得到距离-速度-加速度三维补偿的长时间相参积累结果。

步骤1)中，雷达系统发射线性调频信号，对于匀加速直线运动的点目标，记目标靠近雷达系统为正方向，忽略目标强度的变换，将回波表示为s(n,m)，其中n为工作频点序号，n＝0,1,2,...,N-1，其中N为总的工作频点数目，f_n为各个工作频点对应的频率；m为脉冲序号，m＝0,1,2,...,M-1，其中M为一个相参积累周期内总的脉冲数目；r_t、v_t、a_t分别为目标的初始距离、速度、加速度，σ为目标反射系数，c为光速，T为脉冲重复时间。