基于距離頻域多項式相位變換的空間機動目標檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達信號處理和空間機動目標檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種基于距 離頻域多項式相位變換的空間機動目標檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 空間機動目標主要是指在軌運行的衛(wèi)星、空間站和空間碎片等。近年來隨著世界 各國對地球空間資源利用的不斷深入，空間機動目標的數(shù)量也呈快速上升的趨勢。隨著空 間機動目標數(shù)量的日益增多，該些空間機動目標給航天器的在軌運行和國±防御都帶來了 較大威脅，所W天基雷達探測和識別空間機動目標技術(shù)將會變得越來越重要。空間機動目 標通常具有較大加速度，如空間碎片的加速度可達lOOm/VW上，此時天基雷達的回波信號 會出現(xiàn)明顯的多普勒走動現(xiàn)象，并且目標回波能量分散在不同的多普勒單元中；另外為了 獲得較長的預警時間，天基雷達對于目標的觀測時間較短，該樣就會對在積累脈沖數(shù)有限 的情況下有效地檢測到目標帶來較大的困難。
[0003] 目前針對空間機動目標檢測的方法主要有分數(shù)階化urier變換（FRFT)、 Radon-FRFT方法（RFRFT)、Radon-Fourier變換方法（RFT)和動目標檢測（MovingTarget Detection,MTD)方法等。其中分數(shù)階化urier變換方法和Radon-FRFT方法在雷達積累脈 沖數(shù)有限時校正多普勒走動的性能會受到較大影響，而Radon-Fourier變換方法和MTD方 法不能對多普勒走動現(xiàn)象進行校正，從而無法有效地積累目標能量，因此檢測性能較差?？?之上述該些方法均不能直接用于空間機動目標檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于距離頻域多項式相位變換的 空間機動目標檢測方法。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供的基于距離頻域多項式相位變換的空間機動目標 檢測方法包括按順序進行的下列步驟：
[0006] 1)對天基雷達接收到的空間機動目標回波數(shù)據(jù)進行脈沖壓縮處理；
[0007] 2)沿上述經(jīng)過脈沖壓縮處理后數(shù)據(jù)的快時間向進行快速傅里葉變換W得到距離 頻域-慢時間數(shù)據(jù)并留一個備份數(shù)據(jù)，接著沿非備份數(shù)據(jù)的慢時間向進行時延處理；
[000引 3)將上述未經(jīng)過時延的距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)與經(jīng)過時延的距離頻域-慢時間數(shù) 據(jù)的共輛進行乘積處理，然后沿乘積結(jié)果的距離頻域向進行逆快速傅里葉變換處理W得到 經(jīng)過多普勒走動校正后的距離單元-慢時間數(shù)據(jù)；
[0009] 4)沿步驟3)中得到的經(jīng)過多普勒走動校正后的距離單元-慢時間數(shù)據(jù)的慢時間 向進行快速傅里葉變換處理W對目標回波進行相參積累，在相參積累結(jié)果基礎(chǔ)上完成目標 檢測。
[0010] 在步驟3)中，所述的將未經(jīng)過時延的距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)與經(jīng)過時延的距離頻 域-慢時間數(shù)據(jù)的共輛進行乘積處理，然后沿乘積結(jié)果的距離頻域向進行逆快速傅里葉變 換處理w得到經(jīng)過多普勒走動校正后的距離單元-慢時間數(shù)據(jù)的方法是：
[0011] 在步驟2)中得到的未經(jīng)過時延的距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)表達式可寫為：
[0012]
【主權(quán)項】
1. 一種基于距離頻域多項式相位變換的空間機動目標檢測方法，其特征在于，所述的 方法包括按順序進行下列的步驟： 1) 對天基雷達接收到的空間機動目標回波數(shù)據(jù)進行脈沖壓縮處理； 2) 沿上述經(jīng)過脈沖壓縮處理后數(shù)據(jù)的快時間向進行快速傅里葉變換以得到距離頻 域-慢時間數(shù)據(jù)并留一個備份數(shù)據(jù)，接著沿非備份數(shù)據(jù)的慢時間向進行時延處理； 3) 將上述未經(jīng)過時延的距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)與經(jīng)過時延的距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)的 共軛進行乘積處理，然后沿乘積結(jié)果的距離頻域向進行逆快速傅里葉變換處理以得到經(jīng)過 多普勒走動校正后的距離單元-慢時間數(shù)據(jù)； 4) 沿步驟3)中得到的經(jīng)過多普勒走動校正后的距離單元-慢時間數(shù)據(jù)的慢時間向 進行快速傅里葉變換處理以對目標回波進行相參積累，在相參積累結(jié)果基礎(chǔ)上完成目標檢 測。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于距離頻域多項式相位變換的空間機動目標檢測方法，其 特征在于：在步驟3)中，所述的將未經(jīng)過時延的距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)與經(jīng)過時延的距離 頻域-慢時間數(shù)據(jù)的共軛進行乘積處理，然后沿乘積結(jié)果的距離頻域向進行逆快速傅里葉 變換處理以得到經(jīng)過多普勒走動校正后的距離單元-慢時間數(shù)據(jù)的方法是： 在步驟2)中得到的未經(jīng)過時延的距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)表達式可寫為：
其中Atl為回波信號復幅度，f為距離頻域，tm=mT^Tg時間，c為光速，2 = 1 c 為信號波長，M為相干積累脈沖數(shù)，m= 1，...，Μ，?；是脈沖重復周期，f。為載波頻率， 鄧J = C + 為目標與雷達之間的距離，A為目標的初始距離，Vtl為目標運動速 度，％為目標加速度，且有：
留一份X(f，tm)的備份數(shù)據(jù)，并記為X' (f，tm); 則經(jīng)過時延的距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)表達式可寫為，：
τ為延時量； 將X' (f，tm)與式（4)的共軛進行相乘處理以實現(xiàn)距離頻域多項式相位運算：
其中4 = 41戶(/)|4, " "表示共軛處理； 沿$(/，1;7)的距離頻域向進行逆快速傅里葉變換以得到經(jīng)過多普勒走動校正后的距 離單元-慢時間數(shù)據(jù)表達式為：
其中，t'為快時間，sinc(x) = sin〇 X)/〇 X)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于距離頻域多項式相位變換的空間機動目標檢測方法，其 特征在于：在步驟4)中，所述的沿步驟3)中得到的經(jīng)過多普勒走動校正后的距離單元-慢 時間數(shù)據(jù)的慢時間向進行快速傅里葉變換處理以對目標回波進行相參積累，在相參積累結(jié) 果基礎(chǔ)上完成目標檢測的方法是：沿距離單元-慢時間數(shù)據(jù)V Jt'，tm)的慢時間向進行 快速傅里葉變換處理得到用于目標檢測的距離單元-多普勒數(shù)據(jù)，即實現(xiàn)距離頻域多項式 相位變換，然后在距離單元-多普勒數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上利用單元平均恒虛警檢測原理對空間機動 目標進行檢測。
【專利摘要】一種基于距離頻域多項式相位變換的空間機動目標檢測方法。該方法沿接收到的機動目標回波數(shù)據(jù)的快時間向進行快速傅里葉變換以得到距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)，然后在得到的距離頻域-慢時間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上利用距離頻域多項式相位變換方法對機動目標回波信號出現(xiàn)的多普勒走動現(xiàn)象進行校正，并在校正基礎(chǔ)上對回波數(shù)據(jù)進行相參積累而用于目標檢測。將仿真結(jié)果與動目標檢測方法、Radon-Fourier變換、分數(shù)階傅里葉變換和Radon-FRFT方法的處理結(jié)果進行比較；仿真結(jié)果表明本發(fā)明方法能在相干積累脈沖數(shù)有限且低信噪比的情況下有效地檢測到目標，從而驗證了所提方法的有效性。
【IPC分類】G01S7-41
【公開號】CN104880698
【申請?zhí)枴緾N201510308318
【發(fā)明人】李海, 馬頔, 吳仁彪
【申請人】中國民航大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月5日