[发明专利]一种适用于高重频极化雷达的慢速目标检测方法

说明书

本发明提供了一种适用于高重频极化雷达的慢速目标检测方法，基于目标与近区杂波距离模糊个数的差异，通过改变发射脉冲的初相和收发天线的极化方式，一方面改变回波中目标的等效多普勒频率，一方面利用收发极化正交有效抑制近区杂波，减少自动增益控制对模糊在近区杂波带目标的衰减，最后完成目标与杂波在多普勒维的分辨。本发明通过改变发射脉冲的初相，实现将目标搬移至近区杂波中干净的多普勒区，并利用目标与近物杂波极化正交的特性，信杂比改善不低于12dB，更有利于目标的检测。

技术领域

本发明涉及雷达探测与信号处理领域，可用于高重频极化雷达对慢速目标检测。提出一种当雷达采用高重频跟踪波形，利用变初相和收发极化切换的方式，实现对因距离模糊而落入近区强杂波段内的慢速目标的检测。

背景技术

脉冲体制雷达为了能够稳定对目标进行跟踪，往往采用速度不模糊设计的高重频波形。但是，高重频波形探测慢速目标存在较为明显的问题：1)高重频带来无模糊距离范围缩小，远区目标会折叠到近区杂波区，强杂波会影响弱目标的检测；2)受系统资源的限制，波形的驻留时间不可能无限增大，通过增加积累拍数提高速度分辨率始终有上限，此外，杂波在多普勒维的扩展效应，会覆盖慢速目标的多普勒速度，即便提高速度分辨率也无法探测目标。

为了解决高重频对慢速目标探测的问题，一种基于十字窗改进的多帧积累算法被提出，该方法利用多帧点迹数据趋势进行目标检测，但是当目标落入近区强杂波带内时，该检测方法失效。因此，一种基于高重频波形的慢速目标检测方法被提出，该方法从信号处理方面，通过引入变初相处理，目标的多普勒频率被人为引入一个偏差，从而实现慢速目标与杂波在多普勒维的分辨，但是该方法没有考虑高重频雷达自动增益控制对目标检测的影响。雷达为了保证接收通道射频不饱和，会采用自动增益控制，衰减值会随着距离的增加而同步降低，当远区目标经距离模糊折叠至近区杂波带时，自动增益控制在对杂波进行衰减的同时，也对目标回波进行衰减，从而影响目标检测。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种适用于高重频极化雷达的慢速目标检测方法。本发明基于目标与近区杂波距离模糊个数的差异，通过改变发射脉冲的初相和收发天线的极化方式，一方面改变回波中目标的等效多普勒频率，一方面利用收发极化正交有效抑制近区杂波，减少自动增益控制对模糊在近区杂波带目标的衰减，最后完成目标与杂波在多普勒维的分辨。所提方法经过matlab仿真，验证了其有效性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案的具体步骤如下：

步骤1：设置雷达参数如下：天线发射和接收极化切换，H表示水平极化，V表示垂直极化，脉冲重复周期为T_r，对应的最大无模糊距离为R_max＝cT_r/2，其中c为光速，每个相参积累间隔包含N个脉冲，杂波的距离位于距离无模糊区内，多普勒f_dC的范围为-f_dCmax～f_dCmax；

步骤2：根据目标目指距离R_T、速度v_T以及雷达参数，计算目标折叠到距离无模糊区的折叠次数K和目标的多普勒频率f_dT；

步骤3：计算脉冲初相变化参数

将目标的多普勒频率偏移到杂波正多普勒频率最大值f_dCmax的L倍处，计算脉冲初相变化参数

步骤4：对一个相参积累间隔的N个发射脉冲的初相分别进行调制，第1,2,…,N个发射脉冲的初相分别调制相位为的值为：

式中，n＝1,2,…,N，为脉冲初相变化参数；

相邻脉冲的初相相位差为：

即相邻脉冲的初相相位差为线性变化；