[发明专利]基于慢时间滑窗滤波器的稀疏动目标检测方法

说明书

本发明提出基于慢时间滑窗滤波器的稀疏动目标检测方法，属于雷达动目标探测方法领域，首先基于广义模糊函数设计了区域多普勒容限积累最优为准则的脉冲重复间隔序列优化问题，然后通过问题转化，最终通过黄金区域搜索法获得最优解。本发明的目的在于提供一种全新的稀疏目标环境下的雷达动目标探测方法，引入广义模糊函数的概念，并通过设计二次调制脉冲重复间隔序列以及对应的慢时间匹配滤波器，简化了动目标检测处理流程，同时增强给定多普勒范围的稀疏动目标检测能力。

技术领域

本发明涉及雷达动目标探测方法领域，具体为基于慢时间滑窗滤波器的稀疏动目标检测方法。

背景技术

在稀疏目标探测场景下，非均匀PRI序列基于信息的不对称性具有优秀的电子对抗性能，而针对非均匀PRI序列的目标回波探测应用的多普勒滤波器NUDFT,NUFFT存在多普勒滤波器响应周期性波动的问题，一定程度上影响对给定多普勒范围内的目标探测性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全新的稀疏目标环境下的雷达动目标探测方法，引入广义模糊函数的概念，并通过设计二次调制脉冲重复间隔序列以及对应的慢时间匹配滤波器，简化了动目标检测处理流程，同时增强给定多普勒范围的稀疏动目标检测能力。首先基于广义模糊函数设计了区域多普勒容限积累最优为准则的脉冲重复间隔序列优化问题，然籤通过问题转化，最终通过黄金区域搜索法获得最优解。本发明具体是通过以下技术方案来实现的：

基于慢时间滑窗滤波器的稀疏动目标检测方法，具体包括以下步骤：

步骤1：确定需要考虑的目标多普勒范围；

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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，所述步骤3具体为：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，另外，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：