[发明专利]基于IGRFT的机载雷达运动误差补偿与积累检测方法

说明书

本发明公开了一种基于IGRFT的机载雷达运动误差补偿与积累检测方法，包括以下步骤：S1、计算脉压信号；S2～S4、确定搜索参数；S5、根据搜索参数组合确定待搜索的目标运动轨迹；S6、提取回波信号，用IGRFT方法进行积累，得到IGRFT积累输出；S7、对所有参数组合进行遍历搜索，获得所有的IGRFT积累输出，输出的峰值即目标所在的位置；S8、根据步骤S7的相参积累结果进行目标检测。本发明提供一种改进的GRFT算法，通过距离、速度、加速度、正弦误差幅值、正弦误差频率五维参数的联合搜索，可以同时补偿目标的距离/多普勒走动以及平台的运动误差，进而实现回波信号的能量相参积累，提高目标的积累检测性能。

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，特别涉及一种机载雷达运动误差补偿与积累检测方法。

背景技术

相比地基雷达，机载雷达能够克服地球曲率对观测视距的限制，扩大低空探测距离，在空中目标探测、战场侦察与监视等方面具有重要作用。然而，临近空间高速飞行器、F-22隐身战机等高速目标具有速度快、机动性高、隐身能力强等特点，给机载雷达探测领域带来了巨大挑战。

通过对观测时间内的目标回波进行长时间相参积累处理，可以有效提升回波信噪比，进而提高机载雷达对高速目标的检测性能。但是，在长时间积累过程中，由于目标与机载雷达间的高速运动，以及机载平台在实际飞行中产生的运动误差，会使回波信号产生跨距离单元走动和跨多普勒单元走动现象，导致传统的相参积累检测算法失效。

国内外学者针对运动目标提出了相关积累检测算法。基于运动目标回波径向速度、距离走动和多普勒频率之间的耦合关系，J.Xu等人提出了一种基于Radon傅里叶变换(Radon Fourier Transform,RFT)的相参积累检测算法。该算法构造了一种新的多普勒滤波器组(Doppler Filter Bank,DFB)，通过同时搜索距离和速度，获得目标的真实运动轨迹，从而校正距离走动(Range Migration,RM)，完成目标能量的相参积累，最终在距离-速度维显示出目标峰值。此外，J.Xu等人还提出了基于广义Radon傅里叶变换(GeneralizedRadon Fourier Transform,GRFT)的积累检测算法。GRFT算法通过遍历搜索距离、速度、加速度获得目标回波信号运动轨迹，同时进行距离走动和多普勒走动(Doppler FrequencyMigration,DFM)补偿，从而完成回波信号的有效积累，并且能准确估计出运动参数值。

然而，上述积累检测方法并未考虑机载雷达平台运动误差给回波带来的影响，在实际情况中，机载雷达平台往往会偏离直线运动状态，产生基于机载雷达平台抖动而带来的运动误差。运动误差常表现为三种形式：线性误差、二次误差、正弦误差。运动误差的存在，给回波信号带来了额外的距离/多普勒走动，也给机载雷达高速目标的积累检测带来了崭新的挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于IGRFT的机载雷达运动误差补偿与积累检测方法，通过距离、速度、加速度、正弦误差幅值、正弦误差频率五维参数的联合搜索，可以同时补偿目标的距离/多普勒走动以及机载雷达平台的运动误差，进而实现回波信号的能量相参积累，提高目标的积累检测性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于IGRFT的运动误差补偿与积累检测方法，包括以下步骤：

S1、计算脉压信号：采用双基地机载雷达系统，以线性调频信号作为发射信号，观测期间雷达接收机总共接收到M个脉冲回波；将接收到的回波信号进行匹配滤波处理，得到脉压信号S_e(t,t_m)：