一种外辐射源雷达微弱运动目标探测方法.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CN108398676A(43)申请公布日2018.08.14(21)申请号201810419645.7(22)申请日2018.05.04(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新西区西源大道2006号(72)发明人甘露谢进文刘莹马俊虎张花国(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232代理人孙一峰(51)Int.Cl.G01S13/56(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种外辐射源雷达微弱运动目标探测方法(57)摘要本发明属于外辐射源雷达对微弱动目标探测技术领域，具体说是一种外辐射源雷达微弱运动目标探测方法。主要包括：限定目标的多普勒频率范围，计算出时延变化率的搜索范围；对参考信号和回波信号进行分段处理得到参考信号矩阵和回波信号矩阵；将回波信号矩阵通过傅里叶变换变换到快时间频域，根据时延变化率构造频移矩阵对参考信号矩阵进行频移处理再变换到快时间频域，将回波信号矩阵和参考信号矩阵共轭相乘得到信号频域相参矩阵；根据相同的时延变化率参数构造相位补偿矩阵与信号频域相参矩阵相乘，并沿着慢时间维累加，再沿着快时间做逆傅里叶变换。仿真结果表明本发明能够对低信噪比SNR＝-50dB的动目标进行正确检测，对实际工程实现具有重要的参考价值。CN108398676ACN108398676A权利要求书1/2页1.一种外辐射源雷达微弱运动目标探测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对监视天线接收到的直达波信号混频到基带得到参考信号sr(t)，对主天线接收到的回波信号混频到基带得到se(t)；S2、对参考信号进行分段处理：其中，sr(n)为sr(t)的离散表达形式，直达波数据被均分为Nseg段，每段数据长度为Lseg，对每段数据尾部添加长度为Tdmax的0，m表示慢时间，表示快时间，需满足其中fs为采样率，B为信号带宽，c为光速，vdmax为目标最大径向运动速度；S3、对回波数据进行分段处理，参数设置同步骤S2：其中，se(n)为se(t)的离散表达形式，回波数据被均分为Nseg段，每段数据长度为Lseg，对每段数据尾部添加长度为Tdmax的回波数据，令LT＝Lseg+Tdmax为添加后的段长，m表示慢时间，表示快时间。进行分段后参考信号和回波信号的等效脉冲重复频率为PRF＝fs/Lseg；S4、对回波信号矩阵沿快时间维进行傅里叶变换，变换后回波信号：其中，表示快时间频率；fd＝-aτfc表示目标回波的多普勒频率；Tr＝fs/Lseg表示等效脉冲重复周期；S5、根据实际场景设定目标多普勒频率范围为fd∈[fdmin,fdmax]，并满足条件|fdmin|<PRF/2且|fdmax|<PRF/2；根据式aτ＝-fd/fc由目标多普勒频率搜索范围计算出时延变化率搜索范围为aτ∈[aτmin,aτmax]，搜索间隔△aτ＝-1/(fcT)，搜索维数为K；S6、根据时延变化率aτ构造相位补偿项：aτ＝aτmin+(k-1)△aτ,k＝1,…,Km＝0,1,…M-1S7、根据S6中时延变化率构造指数项向量：Hr表示沿快时间向量，△t表示快时间采样间隔；将Hr扩充成LT×M的频移矩阵，得到：2CN108398676A权利要求书2/2页将参考信号矩阵与频移矩阵HrM相乘，并沿快时间做傅里叶变换，得到频移后的参考信号矩阵：其中F{·}表示傅里叶变换；S8、根据如下公式：通过计算[·]内式子实现目标回波信号和频移后的参考信号的频域相参，其结果再与相位补偿项相乘，通过上式实现了目标回波距离徙动的校正，当时延变化率aτ与目标实际的时延变化率相同时，目标回波将会在对应的单元上实现能量聚焦；此时T是一个LT×T维的快时间频率-时延变化率矩阵；S9、对T再沿着快时间频率做逆傅里叶变换：此时Z为时延-时延变化率矩阵；S10、对Z进行CFAR检测，若Z(i,j)>μ(1≤i≤Tdmax,1≤j≤K)则判为该位置存在目标，估计出该位置对应的时延变化率和时延根据计算估计出的目标真实多普勒频率；否则判为该位置不存在目标，μ为该位置对应的CFAR门限。3CN108398676A说明书1/6页一种外辐射源雷达微弱运动目标探测方法技术领域[0001]本发明属于外辐射源雷达对微弱动目标探测技术领域，针对微弱运动目标长时间积累提出一种基于脉内补偿和频域相位补偿目标探测方法。背景技术[0002]在外辐射源雷达信号处理中，通常采用空间中的民用电磁波信号作为外辐射源，例如卫星信号、数字电视信号、数字音频广播信号，3G/4G信号，调频广播信号等，与主动雷达信号形式不同，外辐射源雷达利用的信号通常为连续波。因为民用信号的发射功率受到限制，因此通过增加观测时间并采用积累技