一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109799488A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201910024363.1(22)申请日2019.01.10(71)申请人中国人民解放军海军航空大学地址264001山东省烟台市芝罘区二马路188号科研学术处申请人中国民航科学技术研究院(72)发明人陈小龙薛永华于晓涵陈唯实丁昊张林关键(51)Int.Cl.G01S7/292(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法(57)摘要本发明涉及一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法，属于雷达信号处理技术领域。首先，沿距离向对脉压后的雷达数据进行傅里叶变换，得到距离频率-脉间慢时间二维数据；然后，进行非均匀采样降阶运算和变标尺度变换；最后，进行距离频率逆傅里叶变换，非均匀采样慢时间傅里叶变换，则机动目标将在二维平面形成峰值，实现长时间相参积累。本发明仅通过一次非均匀采样降阶运算，将高阶相位信号降阶至一阶相位信号，相比传统逐次降阶法降低了交叉项的影响，提高了参数估计精度；无需参数搜索匹配计算，降低了运算量，适合工程应用；能够同时补偿距离和高阶多普勒走动，实现长时间相参积累，提高雷达强杂波背景下的机动目标检测能力。CN109799488ACN109799488A权利要求书1/2页1.一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、沿距离向对脉压后的雷达数据进行傅里叶变换，得到距离频率-脉间慢时间二维数据；步骤二、对脉间慢时间进行非均匀采样降阶运算，并进行变标尺度变换；步骤三、距离频率维逆傅里叶变换，变标尺度变换后的时间变量维傅里叶变换，若存在机动目标，将在二维平面形成峰值，完成长时间相参积累。2.根据权利要求1所述的一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法，其特征在于，步骤一所述的距离频率-脉间慢时间二维数据计算方法为：对雷达回波信号进行距离脉冲压缩，沿距离向对脉压后的雷达数据进行傅里叶变换，得到距离频率-脉间慢时间二维数据，式中，A'PC为信号幅度，tm为脉间慢时间，fc为发射信号载频，f为距离频率，B为发射信号带宽，c0代表光速，Rs(tm)为雷达与目标的径向距离，假设目标朝向雷达运动，且仅考虑径向速度分量，则目标的距离走动为慢时间的多项式函数，式中，r0表示初始距离，v0、as、gs为矢量，分别代表目标运动初速度、加速度和急动度。3.根据权利要求2所述的一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法，其特征在于，步骤二所述的非均匀采样降阶运算为：非均匀采样降阶运算定义为S(f,t'm)＝SPC(f,tp+t'm)SPC(f,tp-t'm)式中，t'm为非均匀采样后的慢时间，tp为非均匀采样时间区间的中心，c为尺度因子，控制非均匀采样的密度，τm为新的时间变量，则步骤一的输出可变为4.根据权利要求3所述的一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法，其特征在于，步骤二所述的变标尺度变换为：为消除距离频率f和τm之间的耦合关系，对时间坐标轴进行尺度变换，式中，q为尺度变换因子，τ'm为变标尺度变换后的时间变量。5.根据权利要求4所述的一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法，其特征在于，步骤三所述的机动目标将在二维平面形成峰值，完成长时间相参积累方法为：对步骤二的输出分别进行时间变量τ'm傅里叶变换，距离频率f逆傅里叶变换，实现机动目标能量的二维积累2CN109799488A权利要求书2/2页式中，表示长时间相参积累后的二维数据，表示对τ'm进行傅里叶变换，IFT()|f表示对f进行逆傅里叶变换，ALTCI表示长时间相参积累幅值，Tn为积累时长，若回波信号存在机动目标，将在二维平面形成峰值。3CN109799488A说明书1/4页一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法技术领域[0001]本发明属于雷达信号处理技术领域，更具体地，本发明涉及一种非参数搜索的雷达机动目标长时间相参积累方法，可用于雷达对机动目标检测和估计。背景技术[0002]具有低可观测性的运动目标在距离和多普勒分辨单元中往往具有较低的信噪比或信杂比(Signal-to-Noise/ClutterRatio,SNR/SCR)，降低了雷达的检测性能。在雷达信号处理中，通常可以延长积累时间以增加目标的能量，达到提高信号SNR/SCR的目的。目前，对机动目标的长时间积累主要面临以下两个方面的问题：一方面由于雷达距离分辨力的不断提高和目标的高速运动，目标回波包络在不同脉冲周期之间走动和弯曲，产生距离徙动效应，使目标能量在距离向分散，例如由目标匀速运动产生的跨距离单元走动