一种基于分段补偿的高速目标相参积累检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于分段补偿的高速目标相参积累检测方法，根据雷达参数对目标速度范围进行划分；在确保段内脉冲距离走动的前提下，将积累回波脉冲组分段；对每一段脉冲根据补偿速度采用不同的滤波器进行距离补偿脉冲压缩；以补偿速度为参考对脉冲压缩数据进行多普勒修正相参积累；对所有目标速度搜索范围内的单元进行门限检测得到检测结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于相参雷达信号处理
，具体地说是一种用于高速目标相参积累检测的方法。
技术介绍
不断发展的隐身、高空、高速目标对现代雷达提出了严峻挑战。隐身技术的推广应用，使得目标的雷达截面积不断减小，严重影响雷达的检测性能。增加目标照射时间，通过信号处理实现目标在长观测时间内回波能量的积累，是数字阵列雷达等新体制雷达提高对微弱目标检测性能的主要途径。多脉冲相参积累方法是现有脉冲多普勒雷达广泛采用积累方法，该方法受限于目标在一个距离单元内的驻留时间，因此积累增益的提高受到限制。目标的高速运动使目标的径向距离迅速变化，容易出现目标跨距离单元走动的问题，使其回波能量分布于多个距离分辨单元，导致回波能量难以积累。目前F-22等超音速飞机的飞行速度达到了1.7马赫，以HTV-2、X37B、X-51A等为代表的临近空间超高声速飞行器甚至达到10马赫以上，而且机动性能越来越强，在低信噪比的情况下，会造成雷达难以探测到目标。为了保证积累时间，必须对跨距离单元走动进行补偿。目前，对跨距离单元走动的典型补偿方法有对数据进行重建的包络移位对齐方法以及利用Keystone变换进行慢时间尺度变换的方法。文献(陈远征，“基于包络插值移位补偿的高速运动目标的积累检测算法研究”，信号处理，2004，20(4)，387-390)提出的包络移位对齐方法需要重构采样信号的复包络，并进行移位处理，需要额外占用大量存储计算资源。文献(黄柏圣，“基于Keystone变换的高速目标检测方法”，现代雷达，2013，35(12)，47-55)提出的基于Keystone变换的补偿方法会受到多普勒模糊的影响，在低重频的情况下，需要搜索多普勒模糊次数，而且需要在快时间(即脉内时间)进行FFT，在脉内采样点数较多时，计算量会相当大。此外，文献(余吉，“径向匀加速目标的长时间相参积累方法”，清华大学学报，2010，50(5)，793-796)提出在快时间频域补偿的方法，虽然能够对目标跨距离单元、跨多普勒单元进行联合补偿，但是同样需要在快时间进行FFT，在脉内采样点数较多时，计算量会相当大。
技术实现思路
要解决的技术问题为了解决雷达相参积累过程中高速目标回波脉冲距离走动问题，提出了一种通过分段脉冲压缩补偿回波脉冲距离走动的方法。技术方案一种基于分段补偿的高速目标相参积累检测方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据雷达脉冲重复周期T、积累脉冲数N、距离分辨率ΔR、走动系数ε和雷达探测目标的最大速率vmax，将目标速度搜索范围划分为2K+1部分，k部分速度范围：其中，是向上取整；步骤2：将回波基带信号脉冲组{sn,n＝1,2,…,N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分段补偿的高速目标相参积累检测方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据雷达脉冲重复周期T、积累脉冲数N、距离分辨率ΔR、走动系数ε和雷达探测目标的最大速率vmax，将目标速度搜索范围划分为2K+1部分，k部分速度范围：vk∈[(2k-1)ϵΔRNT,(2k+1)ϵΔRNT],k=-K,-K+1,...,K---(1)]]>其中，是向上取整；步骤2：将回波基带信号脉冲组{sn,n＝1,2,…,N}分为P段，每段脉冲组L或L‑1个脉冲，满足：那么，第p段有Lp个脉冲{sn,n＝Np‑1+1,Np‑1+2,…,Np}且Lp=L,p=1,2,...,P1L-1,p=P1+1,P1+2,...,P]]>其中，P1＝N‑(L‑1)P；步骤3：第p段回波脉冲的基带数据表示为sn＝sn(m)，m＝1,2,…,M其中，M为脉冲重复周期内采样点数，M＝T/ts，ts为采样时间间隔；对于目标速度搜索范围k部分，脉冲压缩的滤波函数为hk,p(t)＝s*(‑t+τp)   (3)其中，s(t)，0≤t≤Tw是雷达基带波形信号，Tw为脉冲宽度；是距离延时补偿；是补偿速度；c为电磁波传播速度；依据滤波函数设计滤波器系数Hk,p：Hk,p(m)＝s*[t1‑(m‑1)ts+τp]，m＝1,2,…,M1   (4)其中，t1＝Tw+τc，M1＝M0+2Ma，经过脉冲压缩的数据为x(k,n,m)=Σm1=0Msn(m1)Hk,p(m+M0+Ma-m1),m=1,2,...,M---(5)]]>其中，n＝Np‑1+1,Np‑1+2,…,Np；步骤4：以补偿速度vk,c为参考，对脉冲压缩数据x(k,n,m)进行多普勒修正x′(k,n,m)＝x(k,n,m)exp[‑j2πfk,d(n‑1)T]   (6)其中，fc为雷达工作频率；目标速度搜索范围k部分经过多普勒修正后的目标多普勒速度范围为经过N点FFT的相参积累，y(k,l,m)=Σp=1PΣn=Np-1+1Npx′(k,n,m)exp[-j2πn-1N(l-1)],l=1,2,...,N---(7)]]>目标多普勒速度范围为对应的多普勒单元分别为l∈{1,…,Nd+1,N+1‑Nd,…,N}   (8)其中，如果如果步骤5：采用门限Γ对所有目标速度搜索范围内的多普勒单元和距离单元进行门限检测，目标速度搜索范围k＝‑K,‑K+1,…,K，多普勒单元l＝1,…,Nd+1,N+1‑Nd,…,N，距离单元m＝M1,M1+1,…,M1+M‑1，若积累后数据满足|y(k,l,m)|≥Γ   (9)则目标存在；此时，目标距离为目标多普勒速度为...

【技术特征摘要】
1.一种基于分段补偿的高速目标相参积累检测方法，其特征在于步骤如下：步骤1：根据雷达脉冲重复周期T、积累脉冲数N、距离分辨率ΔR、走动系数ε和雷达探测目标的最大速率vmax，将目标速度搜索范围划分为2K+1部分，k部分速度范围：vk&Eleme...

【专利技术属性】
技术研发人员：游俊，强勇，肖开健，袁朋杰，赵涛，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61