[发明专利]一种基于Keystone和匹配滤波的目标检测方法

摘要

本发明公开了一种基于Keystone和匹配滤波的目标检测方法，属于雷达微弱信号检测技术领域。本发明首先，使用雷达发射线性调频信号，对接收到的目标回波信号进行脉冲压缩，再利用Keystone变换校正目标的无模糊速度引起的一阶距离走动。之后，利用距离频率域的二维匹配滤波处理联合搜索估计目标的模糊速度倍数和加速度，并校正补偿目标的模糊速度引起的一阶距离走动以及加速度引起的二阶距离弯曲和多普勒走动。最后，通过快速傅里叶变换实现目标能量的相参积累，并用相参积累的峰值进行目标检测。本发明同时利用目标回波中的幅度与相位信息进行长时间相参积累，能够有效的提升雷达回波信噪比，从而提高雷达对目标的检测性能。

主权项

1.一种基于Keystone和匹配滤波的目标检测方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：回波脉冲压缩：1‑1)使用雷达发射线性调频信号记为其中是快时间；t_m＝mT是第m个脉冲的慢时间，T是脉冲重复间隔；1‑2)将雷达接收到的目标回波信号记为并对回波信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩处理后的回波信号1‑3)以快时间为变量对回波信号做快速傅里叶变换，得到回波数据S_c(f,t_m)，其中，f为与快时间相对应的距离频率；步骤2：Keystone变换：对回波数据信号S_c(f,t_m)在距离频率域进行Keystone变换，得到回波距离频率域数据S_KT(f,t_n)，即基于进行变量代换得到回波距离频率域数据S_KT(f,t_n)，其中，t_n是变换后的慢时间，f_c为雷达载频；步骤3：匹配滤波处理：3‑1)设定模糊速度倍数与加速度组合的搜索范围并进行二维搜索：待搜索的模糊速度倍数和加速度分别记为n′_k和a′₂，模糊速度倍数n′_k的搜索范围设置为加速度a′₂的搜索范围设置为并设定n′_k和a′₂的搜索步长分别为Δn_k和Δa₂；在搜索范围内以搜索步长为间隔遍历每一个n′_k和a′₂的组合，用匹配滤波方程对回波距离频率域数据S_KT(f,t_n)进行快时间维速度和加速度的补偿，得到补偿后的回波数据S_KT(f,t_n；n′_k,a′₂)；其中匹配滤波方程具体为：其中表示单位虚数；c是光速；是雷达发射波的波长；f_c是雷达载频；v_a表示模糊速度；exp(·)表示以自然对数e为底指数函数；3‑2)将回波数据S_KT(f,t_n；n′_k,a′₂)以距离频率f做逆快速傅里叶变换，再以慢时间t_n为变量进行快速傅里叶变换，得到各S_KT(f,t_n；n′_k,a′₂)的相参积累；在所有相参积累中查找积累峰值最大的模糊速度倍数与加速度组合，得到模糊速度倍数估计值与加速度估计值3‑3)由模糊速度倍数估计值与加速度估计值对回波距离频率域数据S_KT(f,t_n)进行快时间维联合补偿，即利用由和组合建立的匹配滤波方程与S_KT(f,t_n)相乘，得到完成全部补偿的回波数据S_match(f,t_n)；步骤4：目标检测：将回波数据S_match(f,t_n)以距离频率f为变量做逆快速傅里叶变换，得到再将以慢时间t_n为变量做快速傅里叶变换，得到相参积累结果其中是t_n对应的频域变量；若相参积累结果的峰值大于预设门限值，则认为检测到目标。