一种基于二次相位函数参数估计及补偿的改进算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于二次相位函数参数估计及补偿的改进算法，属于信号与信息处理技术领域。本发明专利技术所述算法通过Keystone变换，对考虑距离走动和多普勒扩散的慢时间‑距离频域回波信号进行距离走动校正，接着，消除窄带情况下加速度对应二阶相位项中距离频率f与慢时间tn的耦合关系；同时搜索盲速对应的折叠因子，构造折叠因子补偿项校正盲速引起的距离走动；然后，利用二次相位函数估计目标加速度，构造加速度对应的二阶相位项并补偿回波信号的多普勒扩散；最后，再进行长时间相参积累，从而实现双基地雷达高速微弱目标的检测。本发明专利技术所述方法运算速度快，性能稳定，适用于信噪比较低且目标参数难以估计的微弱目标检测中。

An improved algorithm for parameter estimation and compensation based on two phase function

The invention discloses an improved algorithm based on parameter estimation and compensation of quadratic phase function, which belongs to the technical field of signal and information processing. Through Keystone transform, the algorithm corrects the range walk of the slow time-range-frequency domain echo signal considering range walk and Doppler diffusion, and then eliminates the coupling relationship between the distance frequency f and the slow time TN in the second-order phase term corresponding to the acceleration in narrow band case; at the same time, the folding factor corresponding to the blind speed is searched. The folding factor compensation term is constructed to correct the range walk caused by blind speed. Then, the second-order phase term corresponding to the acceleration is constructed by using the quadratic phase function to estimate the target acceleration and compensate the Doppler spread of the echo signal. Finally, the long-time coherent accumulation is carried out to realize the detection of high-speed weak targets in bistatic radar. . The method has fast operation speed and stable performance, and is suitable for weak target detection with low signal-to-noise ratio and difficult to estimate target parameters.

【技术实现步骤摘要】
一种基于二次相位函数参数估计及补偿的改进算法
本专利技术属于信号与信息处理
，应用于雷达目标长时间相参积累检测。具体涉及一种双基地雷达系统下利用Keystone变换和二次相位函数(SquarePhaseFunction)校正目标回波距离走动和补偿多普勒扩散的方法。
技术介绍
随着当今科学技术的蓬勃发展，飞行器的隐身技术和机动性能得到了巨大的提高、反辐射导弹性能的提升以及电子干扰的加剧，这些复杂的环境和高速机动的低可探测目标都给常规雷达的生存及其作战能力提出了严峻的考验，而双(多)基地雷达因为其发射站、接收站分置，接收站无源工作，因此具备了对抗这些威胁的能力。对于目标跨距离单元走动问题，常见的有包络移位补偿法，Hough变换的直线检测法，搜索目标距离和速度的RFT方法，Keystone变换。而对于多普勒扩散问题，一般解决的办法有，估计多普勒频移和调频率的分数阶傅里叶变换，广义Keystone变换以及GRFT算法。信号的长时间相参积累能够有效地提高目标回波的信噪比，从而改善了雷达对高速微弱目标的检测能力。但是，在长时间积累过程中，可能出现目标回波跨距离单元走动以及多普勒扩散现象。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二次相位函数参数估计及补偿的改进算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.利用双基地雷达发射站向机动目标发射信号，发射信号为线性调频信号；双基地雷达接收站接收目标的回波信号，得到慢时间‑快时间域二维时间域回波信号；将二维时域回波信号沿快时间τ域作傅里叶变换，得到脉冲压缩后考虑距离走动和多普勒扩散的慢时间‑距离频域回波信号：

【技术特征摘要】
1.一种基于二次相位函数参数估计及补偿的改进算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.利用双基地雷达发射站向机动目标发射信号，发射信号为线性调频信号；双基地雷达接收站接收目标的回波信号，得到慢时间-快时间域二维时间域回波信号；将二维时域回波信号沿快时间τ域作傅里叶变换，得到脉冲压缩后考虑距离走动和多普勒扩散的慢时间-距离频域回波信号：其中，A1表示考虑距离走动和多普勒扩散的慢时间-距离频域回波信号散射强度，tm表示慢时间，c表示光速，fc表示双基地雷达发射信号的载波频率，f表示距离频率即快时间τ的傅里叶变换，B表示双基地雷达发射线性调频信号的带宽，R0表示双基地雷达发射站到目标的初始距离与接收站到目标的初始距离之和，rect(·)表示矩形窗函数，v′表示双基地径向速度，a表示目标的加速度，β表示双基地夹角，表示目标速度方向与双基地平分线的夹角，即θR为双基地雷达接收站与目标的视角，为目标速度与双基地基线的夹角；步骤2.由于回波方位向发生欠采样，会产生盲速；通过Keystone变换，对考虑距离走动和多普勒扩散的慢时间-距离频域回波信号中不模糊速度项引起的距离走动进行校正；由于双基地雷达系统采用较低的脉冲重复频率，而目标又是高速运动，回波方位向发生欠采样，会导致盲速，这时目标的速度表达式为：v′＝kvamb+v0(3)其中，vamb为盲速，vamb＝PRF·λ/2，PRF为脉冲重复频率，λ为波长，k表示折叠因子，v0为不模糊速度，v0＝mod(v′,vamb)，且|v0|＜vamb/2，mod(·)为取模；将式(3)带入式(2)，得到慢时间-距离频域回波信号S(tm,f)：其中，令其中tn表示经过坐标轴伸缩变换后的虚拟慢时间轴；对式(4)作Keystone变换，得到Keystone变换后的慢时间-距离频域信号SKT(tn,f)：步骤3.窄带条件下，f＜＜fc，所以有fc/(fc+f)≈1，将其带入式(5)，得到：构造折叠因子补偿函数：其中，nk为折叠因子搜索数；将式(7)与式(6)相乘，得到：折叠因子搜索数nk＝k时，回波中将不存在速度引起的距离走动，所有目标回波都将位于同一个距离单元内；回波信号中的二阶相位项会导致回波出现多普勒扩散问题；通过叠加目标回波能量来估计折叠因子，即每个折叠因子对应一个回波信号能量；当落在同一个距离单元时，回波信号能量最大，因此得到折叠因子估计值其中E(·)表示当前折叠因子搜索数nk对应的信号s(tn,τ；nk)回波能量，s(tn,τ；nk)为式(8)沿距离频率f域作逆傅里叶变换得到的二维时域信号；利用得到的折叠因子估计值构造折叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹建蜀，刘雪阳，张翼，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51