[发明专利]一种基于双正交傅里叶变换的高速目标加速度估计方法

权利要求书

1.一种基于双正交傅里叶变换的高速目标加速度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、接收机接收到雷达的回波信号后首先在快时钟维对回波信号进行快速傅里叶变换FFT；然后在慢时钟维做keystone变换校正距离走动，对回波信号进行拉伸和压缩；

步骤2、通过动目标检测MTD对目标的速度进行粗略估计，获得目标模糊速度，并在频域上对信号进行多普勒滤波来提高信噪比；然后根据估计值补偿信号的多普勒频率；

步骤3、在keystone变换的基础上使用双正交傅里叶变换BFT对回波信号做双正交基打开，进行加速度估计，并补偿目标加速度；

步骤4、通过动目标检测MTD完成距离速度解模糊并获得目标精确速度和距离。

2.根据权利要求1所述的一种基于双正交傅里叶变换的高速目标加速度估计方法，其特征在于，步骤1具体包括以下步骤：

步骤1-1、将雷达接收到的回波信号排列成快时间-慢时间的二维矩阵；

步骤1-2、对接收到的回波信号的快时钟维做FFT变换；

步骤1-3、在回波信号的慢时钟维进行keystone变换，将回波信号频率与时间耦合的一次项消除，然后通过逆快速傅里叶变换IFFT将每个脉冲包络在第一个脉冲处对齐，从而实现目标的距离走动校正；所述keystone变换是指执行变量替换，具体公式如下

式中，t_m代表慢时钟维，τ_m为keystone变换后的虚拟慢时间域，f₀为LFM信号的载频频率，f代表快时间频域；当f0时，慢时钟维被拉伸；当f0时，慢时钟维被压缩，且变换的程度与频率绝对值的大小有关；Keystone变换使f-t_m平面上的矩形域变成f-τ_m平面上的倒梯形域。

3.根据权利要求1所述的一种基于双正交傅里叶变换的高速目标加速度估计方法，其特征在于，步骤2具体包括以下步骤：

步骤2-1、动目标检测MTD在同一个相参处理时间内，对多个脉冲重复间隔内的回波信号做脉冲压缩；

步骤2-2、在频域上对回波信号做多普勒滤波处理，滤除杂波信号；

当目标速度过快，雷达系统出现多普勒模糊时，目标的多普勒频率会发生变化；设变换后目标多普勒频率变为f_d1，实际多普勒频率为f_d2，||为取绝对值符号，则有表达式

式中k为多普勒模糊数，f_r为目标实际频率与多普勒频率之差；

步骤2-3、在每一个距离单元内的慢时钟维数据序列执行谱分析，在距离-多普勒矩阵数据上完成目标检测过程。

4.根据权利要求1所述的一种基于双正交傅里叶变换的高速目标加速度估计方法，其特征在于，步骤3具体包括以下步骤：

步骤3-1、回波信号经过keystone变换后通过双正交傅里叶变换BFT来估计目标加速度，对回波信号做双正交基打开；

步骤3-2、在信号的双正交频谱中提取对应线性调频LFM信号的调频斜率，通过在斜率谱出现峰值的位置估计目标加速度，目标的加速度计算公式为

式中，a表示目标的加速度，单位为m/s²，x为通过离散双正交傅里叶变换DBFT得到的斜率谱峰值位置，λ表示雷达脉冲波长，f₀为LFM信号的载频，f代表快时间频域。