基于修正STAP的机载雷达高速空中机动目标检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102445684A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102445684A(43)申请公布日2012.05.09(21)申请号201110304209.3(22)申请日2011.10.10(71)申请人中国民航大学地址300300天津市东丽区津北公路2898号(72)发明人贾琼琼吴仁彪李海(74)专利代理机构天津才智专利商标代理有限公司12108代理人庞学欣(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称基于修正STAP的机载雷达高速空中机动目标检测方法(57)摘要一种基于修正STAP的机载雷达高速空中机动目标检测方法。其是先对回波数据进行杂波抑制，再利用keystone变换校正目标距离走动，再利用修正STAP估计出目标加速度，接着根据加速度对多普勒走动项进行补偿，最后进行空时二维波束形成实现目标能量积累。本发明方法不仅能够避免直接利用keystone变换校正存在多普勒模糊的高速目标距离走动时影响杂波分布特性，进而降低STAP性能的问题，而且利用修正STAP能较为精确地估计出目标加速度，因此有利于目标多普勒走动补偿，从而实现目标能量的有效积累。另外，本方法具有步骤简单，检测结果准确，适合目标存在严重距离走动、多普勒模糊及多普勒走动时的动目标检测等优点。CN1024568ACCNN110244568402445704A权利要求书1/1页1.一种基于修正STAP的机载雷达高速空中机动目标检测方法，其特征在于：所述的检测方法包括按顺序进行的下列步骤：1)根据阵列天线接收的参考单元的数据估计出待测单元的杂波协方差矩阵；2)将上述杂波协方差矩阵的逆矩阵代替投影矩阵乘以接收数据，以实现杂波抑制；3)将上述杂波抑制后的数据进行keystone变换，以校正目标距离走动；4)利用将上述经过目标距离走动校正后的数据进行修正的匹配滤波来估计目标径向加速度；5)根据步骤4)估计出的目标加速度对步骤3)处理后的数据进行多普勒走动项补偿；6)将上述多普勒走动项补偿后的数据进行空时二维波束形成，以实现目标能量积累。2.根据权利要求1所述的基于修正STAP的机载雷达高速空中机动目标检测方法，其特征在于：所述的步骤1)中参考单元的数据与待测单元的杂波数据满足独立同分布条件。3.根据权利要求1所述的基于修正STAP的机载雷达高速空中机动目标检测方法，其特征在于：所述的步骤5)中目标加速度的估计是利用修正STAP实现的。2CCNN110244568402445704A说明书1/6页基于修正STAP的机载雷达高速空中机动目标检测方法技术领域[0001]本发明属于航空技术领域，特别是涉及一种基于修正STAP的机载雷达高速空中机动目标检测方法。背景技术[0002]在航空技术领域中，目前检测高速空中机动(仅考虑存在径向加速度的情况)目标面临的主要难题有：a.机载雷达下视工作时微弱目标信号往往淹没于因平台运动使多普勒谱展宽了的强地杂波中，因此仅用单个通道接收下来的回波信号(时域采样信号)进行多普勒处理的方法不能抑制与动目标相同多普勒频率的地物杂波。b.目标的高速运动会引起严重的距离走动，这会导致目标积累效果下降。c.目标的径向加速度引起的二次相位项会对回波信号产生时变调制(即产生多普勒走动)，此时如果仍采用传统的相参积累方法处理线性调频信号(linearfrequencymodulated，LFM)必然也会导致积累效果严重下降。[0003]相位中心偏置天线(displacedphasecenterantenna，DPCA)技术是一种对同时利用多个通道接收的空时采样信号进行处理的方法，然而其容易受通道误差等各种非理想因素的影响。Brennan等人提出了用空时二维采样信号进行自适应处理的方法(即STAP技术)，其核心思想是利用杂波的空时耦合特性自适应地调节二维滤波器的响应滤除杂波，并保证对目标有足够的增益，其在一定程度上补偿了误差所造成的影响，从而大大改善了杂波抑制效果。[0004]但是，传统的STAP方法都是假设在相干处理时间(coherentprocessinginterval，CPI)内目标处于固定的距离单元(即不发生距离走动)。因此，必须设法对目标距离走动进行校正以提高动目标检测性能。Keystone变换可以在目标运动速度未知的情况下统一校正多个目标的线性距离走动，因此被广泛应用于雷达地面动目标成像以及微弱目标检测领域。[0005]中国专利第201110123779.2号中公开的将keystone变换与STAP相结合来检测高速微弱空中动目标的方法可以取得良好的性能。但是，该方法仅仅针对的是匀速运动的高速目标，当目标作机动飞行时，径向加速度引起的二次相位项会对回波信