基于Radon变换的Deramp-STAP动目标检测方法.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CN112230220A(43)申请公布日2021.01.15(21)申请号202011004094.1(22)申请日2020.09.22(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人张婷婷谭珂苏卫民顾红陆星宇杨建超戴峥虞文超(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人陈鹏(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图7页(54)发明名称基于Radon变换的Deramp-STAP动目标检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于Radon变换的Deramp‑STAP动目标检测方法，该方法通过在Deramp‑STAP方法的基础上引入Radon变换获得动目标的等效相对速度，利用已得到的等效相对速度，校正动目标的线性距离走动，并且缩小在杂波抑制过程中所需处理的CFT多普勒频率范围，最后利用STAP方法实现对动目标的准确检测。本发明不仅克服了传统SAR‑GMTI检测方法要求雷达成像系统的通道数必须大于两倍方位多普勒模糊数的限制，还解决了以往基于Deramp‑STAP动目标检测方法运算量较大的问题。CN112230220ACN112230220A权利要求书1/4页1.一种基于Radon变换的Deramp-STAP动目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，成像系统参数初始化；步骤2，雷达接收到回波信号后，对各通道回波信号分别进行距离向脉冲压缩；步骤3，对脉压后的回波信号方位向慢时间域进行CFT；步骤4，对第0个模糊区域进行STAP杂波抑制；步骤5，Radon变换；步骤6，线性距离走动校正；步骤7，对所有的搜索模糊数分别进行STAP杂波抑制；步骤8，对动目标进行成像并根据恒虚警准则对动目标进行检测。2.根据权利要求1所述的基于Radon变换的Deramp-STAP动目标检测方法，其特征在于，步骤1成像系统参数初始化具体为：在正侧视模式下，平台初始坐标位置为(0,0,H)并以速度v沿着X轴正方向飞行，Y轴指向X轴的垂直右侧方向，Z轴指向背离地面方向，平台飞行高度为H；把整个天线沿飞行方向分割成N个子阵元，即除了中间位置的子阵元同时用于发射和接收信号外，其余通道只用于接收回波信号，相邻的两个子阵元之间沿方位向的距离为d；补偿等效相位中心误差后，每一组分开的发射子阵元和接收子阵元等效为一个阵元中心位于等效相位中心位置的子阵元通道自发自收，第n个等效阵元通道与参考通道的距离为dn＝(n-(N+1)/2))d/2，n＝1,2,...,N；假设在成像场景区域内有一运动目标P，坐标位置为(xt,yt,0)，沿X轴方向速度为va，径向速度vr；用τ表示距离快时间，ta表示方位慢时间，tac＝xt/(v-va)为参考通道波束中心穿越目标的时刻，R0表示tac时刻的斜距，RT,n(ta)表示在ta时刻第n个等效通道到动目标的瞬时斜距：3.根据权利要求2所述的基于Radon变换的Deramp-STAP动目标检测方法，其特征在于，步骤2距离向脉冲压缩具体为：雷达接收到回波信号后，对各通道回波信号分别进行距离向脉冲压缩，脉压后的第n个通道动目标回波在距离频域-方位时域的表达式为其中，wa(ta)表示方位时间域的窗函数，λ表示发射信号得波长，Wr(fr)表示距离频率域的窗函数，c为光速，fr为距离频率，fc为发射信号的载频。4.根据权利要求3所述的基于Radon变换的Deramp-STAP动目标检测方法，其特征在于，步骤3方位向CFT具体为：2CN112230220A权利要求书2/4页对脉压后的回波信号方位慢时间域进行CFT，即令式(2)与一个相位补偿函数相乘，此相位补偿函数为经过CFT后的信号为此处，定义等效初始距离Requ和等效相对速度vequ分别为5.根据权利要求4所述的基于Radon变换的Deramp-STAP动目标检测方法，其特征在于，步骤4对第0个模糊区域进行STAP杂波抑制，具体为：在HRWS场景下，系统的脉冲重复频率PRF小于信号的方位多普勒带宽Ba,并满足2L＜Ba/PRF≤2L+1，L为正整数；将多普勒中心模糊数定义为表示四舍五入操作，则目标的多普勒中心可以表示为fdc＝fdc_b+KdcPRF，fdc_b∈[-PRF/2,PRF/2]；那么，经过CFT后动目标信号在Nyquist带宽内可以表示为此处3CN112230220A权利要求书3/4页σ为经过CFT后的信号增益；根据式(7)可构造出动目标多通道地导向矢量为定义搜索模糊数为p＝l+Kdc，p∈[-P,P]；杂波看作是速度均为0的运动目标，因此杂波的导向矢量矩阵为在CFT频率域通过在杂波方向形成零