基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法

    技术2026-06-13  23


    本发明属于雷达信号处理领域,特别涉及一种目标积累检测技术。


    背景技术:

    1、随着科技飞速发展及对隐身材料的大量研究,涌现出一批作战距离远、飞行速度快、和可观测性低的高速目标。因此,如何提高雷达对高速目标的探测能力已成为雷达领域研究的热点课题。

    2、为提升回波信号信噪比,往往会采用多脉冲信号积累,聚焦目标信号能量。然而,高速目标回波信号的多脉冲积累通常面临距离走动(range walk,rw)问题,导致积累性能损失。此外,在实际应用当中,对于高速目标的探测往往会采用高脉冲重复频率(highpulse repetition frequency,hprf)的发射信号,以提升雷达系统的检测性能。然而,随着脉冲重复频率的增大,在目标回波延时大于脉冲重复频率时,将不可避免的导致目标距离模糊(range ambiguity,ra)问题。因此,长时间相参积累与高速目标回波信号距离走动和距离模糊的矛盾关系是亟待解决的科学问题。

    3、国内外学者对高速目标回波积累检测算法和解距离模糊算法等开展了研究。

    4、针对高速目标的距离走动问题,xu等人提出了radon-fourier变换(rft),该变换通过搜索径向距离和径向速度,实现回波的相参积累。xu等人提出mtd-grt(moving targetdetection-generalized radon transform,mtd-grt)方法,将较长的积分时间划分为几个子孔径,并通过多普勒滤波器组对每个子孔径进行相参积累。然后,通过广义radon变换补偿回波高阶rm和dm运动,实现各子孔径间的信号积累。li等人提出改进的rft(modifiedradon fourier transform)积累,对多帧的目标信号,在帧内采用传统的rft,通过设计信号段间的匹配准则,实现多帧信号间的相参积累。然而,当发生距离模糊情况,以上算法的检测与估计性能将急剧下降。

    5、针对距离模糊问题,li等人提出了利用多重频信号将中国余数定理和传统检测方法结合,通过两个阶段的数据融合,提出了基于协方差组合融合的联合消歧与估计算法对距离-多普勒模糊进行解算,最终对积累结果进行目标检测。wei等人利用多脉冲重复频率,在同一波束中对回波进行相参积累,在波束间通过多模型椭圆radon变换(multi-modelelliptictransform,mm-ert),利用模糊度区间多重假设方法来映射模糊度测量值,进而实现距离模糊下的长时间非相参积累。然而,以上算法没有考虑高速目标回波信号在中存在的rm问题,未能实现有效的相参积累。

    6、除了上述的积累方法,其他学者也进行了一些相关研究,但是需要指出的是,目前这些积累方法都存在目标距离模糊情况下的积累性能不够优良的问题,有很大的性能损失。


    技术实现思路

    1、为解决上述技术问题,本发明提出一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,通过信号的段内积累和段间积累,显著提高雷达的检测性能。

    2、本发明采用的技术方案为:一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,包括:

    3、s1、雷达采用多组重频线性调频信号作为发射信号;

    4、s2、对考虑每组重频线性调频信号对应的测距模糊,得到的雷达回波信号,依次进行下变频处理、脉冲压缩处理;得到脉压回波信号;

    5、s3、确定段内搜索参数的搜索区间及搜索步长,并根据段内搜索参数的搜索区间及搜索步长得到段内搜索参数组合,基于段内搜索参数组合确定抽取的段内搜索轨迹;

    6、s4、根据段内搜索轨迹抽取步骤s2中脉压回波信号进行段内相参积累;

    7、s5、确定段间搜索参数的搜索区间及搜索步长,并根据段间搜索参数的搜索区间及搜索步长得到段间搜索参数组合,基于段间搜索参数组合确定抽取的段间搜索轨迹;

    8、s6、根据段间搜索轨迹抽取步骤s4中段内相参积累后的回波信号,进行段间相参积累;

    9、s7、根据步骤s6得到的段间相参积累结果进行恒虚警目标检测;

    10、s8、基于步骤s7的目标检测结果对应的峰值位置,对目标的运动参数进行估计。

    11、本发明的有益效果:本发明的一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测与估计算法,研究了多重频雷达对距离模糊高速目标回波信号的相参积累处理方法;首先,建立了距离模糊的高速目标相对于雷达系统的径向运动模型,在此基础上构建多重频雷达下距离模糊高速目标的接收信号模型;接着,对于同一prf下的回波信号,采用mrft进行信号的段内相参积累,校正回波的距离走动;随后,依据各段信号的段间峰值转移关系,通过对距离、速度、距离模糊度的三维联合搜索,对齐回波包络,并补偿信号间的相位差异,实现信号的段间相参积累。从而显著提高输出信噪比,并实现目标真实运动参数的准确估计。



    技术特征:

    1.一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,其特征在于,步骤s2中脉压回波信号表示为:

    3.根据权利要求2所述的一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,其特征在于,段内搜索参数组合为(r(ln),v(qn)),r(ln)表示段内距离搜索变量,v(qn)表示段内速度搜索变量。

    4.根据权利要求3所述的一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,其特征在于,步骤s3中抽取的段内搜索轨迹表示为:

    5.根据权利要求4所述的一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,其特征在于,步骤s4具体为:

    6.根据权利要求5所述的一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,其特征在于,步骤s5中段间搜索参数组合为r(ln),v(qn),m(kn),r(ln)为段间距离搜索变量,ln表示段间所搜索径向距离在搜索径向距离序列中的所对应的位序,v(qn)为段间速度搜索变量,qn表示段间所搜索径向速度在搜索径向速度序列中的所对应的位序,m(kn)表示段间距离模糊度搜索变量,kn表示段间所搜索距离模糊度在搜索距离模糊度序列中的所对应的位序。

    7.根据权利要求6所述的一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,其特征在于,步骤s5中抽取的段间搜索轨迹表示为:

    8.根据权利要求7所述的一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,其特征在于,步骤s6具体为:

    9.根据权利要求8所述的一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,其特征在于,步骤s8具体为:


    技术总结
    本发明公开一种基于多重频联合处理的距离模糊高速目标积累检测方法,应用于雷达信号处理领域,针对现有技术距离模糊情况下积累性能差的问题,本发明首先,构建了距离模糊情况下目标相对于雷达系统的径向运动模型,并建立了多重频雷达距离模糊高速目标回波模型;接着,通过MRFT算法校正模糊回波信号的距离走动,实现信号的段内相参积累。随后基于段内积累峰值位置转移关系,通过距离‑速度‑距离模糊度进行三维联合搜索,对齐回波包络,补偿相位差异,以实现多段间回波相参积累与目标参数估计。通过段内段间的联合积累处理,可以显著提高雷达积累性能,提升系统探测威力。

    技术研发人员:李小龙,赵可欣,王凯瑶,望明星,陈海旭,孙智,崔国龙,孔令讲
    受保护的技术使用者:电子科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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