[发明专利]基于宽带相控阵雷达差通道宽带回波的低信噪比检测方法

说明书

本发明提供一种基于宽带相控阵雷达差通道宽带回波的低信噪比检测方法，根据宽带相控阵雷达接收的不同通道的回波的波程差进行相位补偿以达到距离像对齐的目的，再利用能量聚焦的方法对对齐后的距离像进行能量积累，从而有效的提高了在宽带相控阵雷达在低信噪比情况下的检测概率。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种基于宽带相控阵雷达差通道宽带回波的低信噪比检测方法。

背景技术

相控阵雷达是一种改变雷达波相位以改变波束方向的雷达，与传统的机扫雷达相比，相控阵雷达天线的波束控制更加灵活，并且可以利用波束的特性进行多种检测、搜索等任务的实现。宽带相控阵雷达可以在很短的时间内完成波束的控制实现快速扫描，由于阵列天线排布优势可以获得更大的发射功率，而且雷达在使用过程中单个天线的故障不会对检测产生较大影响，由于其具有优越的性能和较高的可靠性，在军用和民用领域均被广泛应用。

从信息论的角度来看，目标回波的信息量与雷达带宽成正比，相较于应用窄带雷达进行目标检测，使用宽带雷达可以大大增加关于目标的信息量，从而得到更好的检测效果。窄带雷达由于带宽较小使得距离分辨率较低，目标的散射模型无法沿距离维分开，能量大多集中在一个距离单元。现代高分辨率雷达可以通过传输宽带波形来获得更高的分辨率和更多的目标信息，当目标尺寸大于雷达的分辨单元时，散射点就会分布在各个距离单元上，目标则被视为距离扩展目标。

在低信噪比的情况下很难将目标与杂波区分开来，无法直接利用回波的能量积累进行目标检测，所以目前如何充分利用距离扩展目标的信息来提高检测效率是极为重要的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于宽带相控阵雷达差通道宽带回波的低信噪比检测方法，能够有效地实现低信噪比的目标检测。

一种基于宽带相控阵雷达差通道宽带回波的低信噪比检测方法，包括以下步骤：

S1：将宽带相控阵雷达天线阵面的四个象限均分为两组，且各组内的象限为相邻象限；同时，分别将两组象限接收的回波在组内进行叠加，得到回波叠加信号r₁(t)与r₂(t)；

S2：获取r₁(t)与r₂(t)之间的相位差并以r₁(t)与r₂(t)其中一个作为基准信号，按照相位差对另一个回波叠加信号进行频域对齐，使得r₁(t)与r₂(t)的相位一致；

S3：对相位一致的r₁(t)与r₂(t)作傅里叶变换得到距离像R₁(f)和R₂(f)；

S4：选取基准信号对应的两个象限的其中一个，并将该选中象限的回波的距离像进行相干积累，得到强散射点的个数以及各强散射点所在的距离单元；

S5：采用长度为L的检测窗分别对距离像R₁(f)和R₂(f)进行距离单元划分，且再分别对距离像R₁(f)和R₂(f)进行预处理，其中，所述预处理为：判断距离像上的各强散射点所在的距离单元是否均落入同一个检测窗内，若为否，则对距离像进行频移，使得全部强散射点所在的距离单元均落入同一个检测窗内；

S6：采用检测窗分别从预处理后的距离像R₁(f)和R₂(f)中提取出长度为L个距离单元的数据段，并对提取出的数据段执行能量积累操作，直到遍历整个距离像，得到聚焦信号，其中，所述能量积累操作为：判断两个数据段中是否分布有强散射点，若为否，则将两个数据段中的所有距离单元进行一一对应的共轭相乘再相加求平均，若为是，则将两个数据段中强散射点所在的距离单元进行一一对应的共轭相乘再相加求平均；