基于STAP的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*CN102288950A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102288950A(43)申请公布日2011.12.21(21)申请号201110126353.2(22)申请日2011.05.13(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)发明人吴仁彪贾琼琼李海(74)专利代理机构天津市鼎和专利商标代理有限公司12101代理人郑乘澄(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称基于STAP的高速空中机动目标检测方法(57)摘要本发明涉及基于STAP的高速空中机动目标检测方法。本发明属于机动目标检测技术领域。检测方法步骤：（1）根据参考单元的数据估计待测单元的杂波协方差矩阵；（2）利用杂波协方差矩阵的逆矩阵乘以接收数据，实现杂波抑制；（3）杂波抑制后的数据进行Keystone变换校正目标距离走动；（4）对Keystone变换校正目标距离走动后的数据进行空域波束形成；（5）得到的数据进行Wigner-Hough变换来估计目标加速度；（6）对步骤（3）得到的Keystone变换校正目标距离走动后的数据，根据步骤（5）估计得到的加速度进行多普勒走动补偿；（7）得到的数据进行空时二维波束形成，实现目标积累检测。本发明具有方法简单，检测准确，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。CN102895ACCNN110228895002288963A权利要求书1/1页1.一种基于STAP的高速空中机动目标检测方法，其特征是：机动目标检测包括以下操作步骤：（1）根据参考单元的数据估计待测单元的杂波协方差矩阵；（2）利用杂波协方差矩阵的逆矩阵乘以接收数据，实现杂波抑制；（3）杂波抑制后的数据进行Keystone变换校正目标距离走动；（4）Keystone变换校正目标距离走动后的数据进行空域波束形成；（5）得到的数据进行Wigner-Hough变换来估计目标加速度；（6）对步骤（3）得到的Keystone变换校正目标距离走动后的数据，根据步骤（5）估计得到的加速度进行多普勒走动补偿；（7）得到的数据进行空时二维波束形成，实现目标积累检测。2.根据权利要求1所述的基于STAP的高速空中机动目标检测方法，其特征是：数据进行空域波束形成时，将各阵元接收的数据进行同相相加，以提高信噪比。2CCNN110228895002288963A说明书1/6页基于STAP的高速空中机动目标检测方法技术领域[0001]本发明属于机动目标检测技术领域，特别是涉及一种基于STAP的高速空中机动目标检测方法。背景技术[0002]机载预警雷达，是预警机主要的传感器和情报来源。在信息技术日益发展的现代战争中，预警雷达发挥着重要作用。以相控阵机载预警雷达为背景，主要研究高速空中机动(仅考虑存在径向加速度的情况)目标检测问题。检测这类目标面临的主要难题有：a.机载预警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，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，然而它容易受通道误差等各种非理想因素影响。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的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，它一定程度上补偿了误差所造成的影响，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，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]虽然将Keystone变换与STAP相结合来检测高速微弱空中动目标的方法取得了良好的检测性能。但是，它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号产生时变调制，