[发明专利]基于慢时间滑窗滤波器的稀疏动目标检测方法

权利要求书

1.基于慢时间滑窗滤波器的稀疏动目标检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：根据所考虑目标的空气动力学特性，确定需要考虑的多普勒范围；

步骤2：获得广义模糊函数，计算目标多普勒范围内的广义模糊函数积累峰值水平；

步骤3：基于最小无模糊探测距离，最小占空比，以及广义模糊函数积累峰值水平形成二次PRI序列设计的优化问题；

步骤4：基于黄金搜索法得到二次PRI序列设计参数的最优解，提升总体的感兴趣多普勒范围目标的探测能力；

所述步骤1具体为：PRI序列是通过T_i＝T+a(iT)²,i＝1,...,N-1进行二次调制，PRI序列间隔T_i依赖于参数a和T，当a0时，序列间隔随着i逐渐变大，当拥有多普勒频率f_d0的目标出现在某一距离单元，不考虑噪声和干扰，归一化回波幅度，初始相位设为零，理想回波表示为：

则理想的慢时间匹配滤波器为可表示为：

c＝r^*，                     (2)

其中，(·)^*表示共轭操作，假设目标回波通过滤波器c，则在滤波器的零时延位置出现尖峰；

所述步骤2具体为：基于PRI序列的二次调制，当一个目标的多普勒频率为f_d0+lΔf时，滤波器的输出将在另一个时延位置出现尖峰,定义广义模糊函数来解释滤波输出：

当k0,其中k是慢时间时延,Δf是多普勒步长,lΔf是多普勒频率,f₀是起始频率,(·)^*代表共轭操作，当k≤0,上式子变为:

广义模糊函数的积累峰值水平能够显示整体的多普勒容限特性，可以表示为：

其中L限制了需要考虑的多普勒容限范围，则速度未知的目标回波在匹配滤波时会有多普勒失配损失，我们设计参差序列以使得在统计意义上多普勒失配的损失最小；

所述步骤3具体为：PRI调制将改变平均的脉冲串占空比，即影响到了雷达资源利用率，代价函数表示为：

其中，D(a)直接影响雷达资源利用率，不能取任意小值，因此，我们考虑D(a)D_l,D_l是最小允许的占空比因子，另外，最小的最大无模糊距离R_max也必须有限制，

最终，A(a)和D(a)的联合最优问题可以表示为：

其中，λ是两项的权重，k＝100是比例因子，通过分析目标函数，容易发现不论a取何值，T+a(iT)²正比于i,i∈(0,...,N-1)，简化起见，假设a0,D(γ)＝Dl,而且PRI最小值满足T2Rmax/c,因此原问题等效于：

经过推导，P₂可以进一步表示为：

注意到P₃的目标函数包含指数函数的累加和形式，很难得到解析解，而该问题是一个变量a的连续问题，可以通过黄金搜索法得到最优解。