基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法及系统.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CN113253230A(43)申请公布日2021.08.13(21)申请号202110523895.7(22)申请日2021.05.13(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人占木杨黄鹏辉陈江源刘兴钊陆晴林欣孙永岩万向成刘艳阳陈国忠陈筠力(74)专利代理机构上海段和段律师事务所31334代理人李佳俊郭国中(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书4页说明书14页附图6页(54)发明名称基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法及系统(57)摘要本发明提供了一种基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法及系统，包括：对天基预警雷达多通道回波进行预处理，得到预处理后的雷达回波数据；对预处理后的雷达回波数据进行Keystone变换，完成距离走动矫正；对经过距离走动校正后的回波数据沿方位子孔径进行划分，保证子孔径内不发生多普勒扩散；在各子孔径内利用后多普勒空时自适应处理技术完成杂波抑制，在各子孔径内完成初步积累，然后通过低门限的恒虚警检测，提取出待检测目标；对提取到的待检测目标逐个进行相位补偿后沿子孔径方向进行傅里叶变换，以实现子孔径间的相参积累并进一步提高目标信号的输出信杂噪比，最后通过高门限检测剔除虚警并保留真实目标点。CN113253230ACN113253230A权利要求书1/4页1.一种基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法，其特征在于，包括：步骤S1：对天基预警雷达多通道回波进行预处理，得到预处理后的雷达回波数据；步骤S2：对预处理后的雷达回波数据进行Keystone变换，完成距离走动矫正；步骤S3：对经过距离走动校正后的回波数据沿方位子孔径进行划分，保证子孔径内不发生多普勒扩散；步骤S4：在各子孔径内利用后多普勒空时自适应处理技术完成杂波抑制，在各子孔径内完成相参的初步积累，然后通过低门限的恒虚警检测，提取出待检测目标；步骤S5：对提取到的待检测目标逐个进行相位补偿后沿子孔径方向进行傅里叶变换，以完成子孔径间的相参积累，进一步提高目标信号的输出信杂噪比，通过高门限检测剔除虚警并保留真实目标点。2.根据权利要求1所述的基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法，其特征在于，所述步骤S1中预处理后雷达回波数据包括：空中动目标回波、杂波以及噪声；经过预处理后的第m个通道的空中动目标回波表示为：其中，表示目标幅度，Pt，τ，B，GT(θAzi,t,θEl,t)，GR_Sub(θAzi,t,θEl,t)，λ，Ls和σ分别表示峰值功率，脉宽，带宽，发射天线全孔径增益，接收天线子通道增益，信号波长，雷达系统损失和目标RCS；R0为最近斜距；θEl,t和θAzi,t分别为目标的下视角和方位角；且cos(θCone,t)＝cos(θEl,t)cos(θAzi,t)；θCone,t表示空间锥角；tr和ta分别表示距离快时间和方位慢时间变量；Ta表示积累时间，rect(·)和sinc(·)分别表示矩形窗函数和sinc函数；c表示光速；j表示虚数单位；R0t,m(ta)为利用平台参数经过deramp补偿后的斜距：其中，R0为最近斜距；D表示天线方寸尺寸，dm表示通道间距；ve＝vysinθAzi,tsinθEl,t‑vrxcosθAzi,tsinθEl,t表示等效的径向速度；vrx＝v‑vx为相对平台速度；v表示平台速度，vx表示目标方位向速度；vy表示目标径向速度；表示等效的加速度。3.根据权利要求1所述的基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括：对天基预警雷达多通道回波进行预处理，包括距离压缩、平台运动参数补偿、下调频以及杂波多普勒中心补偿操作。4.根据权利要求1所述的基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：利用Keystone变换在子孔径划分之前完成距离走动矫正，同时去除子孔径内和子孔径间的距离徙动。5.根据权利要求1所述的基于子孔径处理的天基预警雷达空中动目标检测方法，其特征在于，所述步骤S5包括：对提取到的待检测目标逐个进行相位补偿，推导并补偿了子孔径2CN113253230A权利要求书2/4页回波之间的相位关系，沿子孔径方向进行傅里叶变换，完成子孔径间的相参积累，进一步提高目标信号的输出信杂噪比；所述对提取到的待检测目标逐个进行相位补偿包括：其中，表示搜索的等效加速度；λ表示信号波长；j表示虚数单位；l表示子孔径数；Tc表示子孔径内的积累时间；τa,1表示参考子孔径的时间变量；回波信号由方位傅里叶变换在各子孔径内完成相参积累，并由子孔径傅里叶变换在各子孔径间完成相参积累；经过子孔径相参积累后，回波信号