[发明专利]基于二维速度搜索的星载SAR运动目标检测方法

说明书

本发明公开了一种基于二维速度搜索的星载SAR运动目标检测方法，属于雷达目标检测技术领域。本发明针对运动目标具体状态的未知性，结合RD算法，通过遍历一个间隔均匀的二维数组记为v_x(m)、v_y(n)(分别代表方位向搜索速度和距离向搜索速度)，分别设计距离徙动校正函数和方位向匹配函数，实现运动目标的聚焦成像。然后对方位向滤波器进行修正，消除运动目标距离向速度带来的成像方位向偏移。提取不同搜索速度下的运动目标的最强幅度值用于恒虚警检测，将显著提高运动目标的检测概率。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。

技术领域

本发明公开了一种基于二维速度搜索的星载SAR运动目标检测方法，属于雷达目标检测技术领域。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)系统利用发射的距离向宽带信号和平台运动带来的方位向线性调频信号，实现地面静止目标成像。作为一种成像雷达，星载SAR对静止目标的成像技术已经趋于完善和成熟。随着星载SAR技术的发展，利用星载SAR进行地面运动目标的检测技术逐渐引起人们的重视。运动目标的检测和成像是现代雷达应该完成的基本功能之一，也成为合成孔径雷达重要的发展方向。

由于星载SAR处于下视状态，回波中不可避免的包含了大量的噪声与杂波。如果直接对收到的场景回波进行SAR成像处理，运动目标通常会处于散焦状态，则信噪比与信杂比较低，这大大降低了雷达的检测性能。因此，必须尽可能的改善星载SAR系统的信噪比与信杂比，才能提高运动目标的检测性能。

由于星载SAR是利用雷达与场景之间的相对运动，通过信号处理和运动补偿的方法，得到高的方位向分辨率。对静止目标来说，目标和雷达之间的相对速度只是由雷达平台引起，而运动目标由于自身有一定的运动特性，使得运动目标在整个合成孔径内的变化规律与静止目标不同，导致二者的多普勒频率特性存在差异。如果使用静止目标的参考函数对运动目标成像，必然会造成运动目标成像质量的下降，出现散焦现象。因此，需要针对运动目标的特性设计相应的成像算法。该成像算法中的关键补偿函数需要知道运动目标的真实速度值，而实际应用中无法提前知道运动目标的真实速度。对此，本发明提出了一种基于二维速度搜索的星载SAR运动目标检测方法。

发明内容

本发明公开了一种基于二维速度搜索的星载SAR运动目标检测方法。本发明解决的技术问题在于：针对运动目标具体状态的未知性，结合RD算法，通过遍历一个间隔均匀的二维数组记为v_x(m)、v_y(n)(分别代表方位向搜索速度和距离向搜索速度)，分别设计距离徙动校正函数和方位向匹配函数，实现运动目标的聚焦成像。然后对方位向滤波器进行修正，消除运动目标距离向速度带来的成像方位向偏移。提取不同搜索速度下的运动目标的最强幅度值用于恒虚警检测，将显著提高运动目标的检测概率。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种基于二维速度搜索的星载SAR运动目标检测方法，其包括如下步骤：

步骤1，对雷达接收的回波进行距离向脉冲压缩，得到回波s(t,τ)，t是方位向的慢时间变量，τ是距离向的快时间变量；

步骤2，将距离向脉冲压缩后的回波s(t,τ)进行方位向FFT得到回波数据s(f_a,τ)，f_a为方位向频率；

步骤3，遍历一个间隔均匀的二维数组记为v_x(m)、v_y(n)，其中v_x(m)代表第m个方位向搜索速度，v_y(n)代表第n个距离向搜索速度，具体步骤如下：

步骤3-1，根据v_x(m)、v_y(n)计算得出搜索速度下的多普勒中心频率f_dc，多普勒调频率K_a；