[发明专利]基于Radon变换的Deramp-STAP动目标检测方法

说明书

本发明公开了一种基于Radon变换的Deramp‑STAP动目标检测方法，该方法通过在Deramp‑STAP方法的基础上引入Radon变换获得动目标的等效相对速度，利用已得到的等效相对速度，校正动目标的线性距离走动，并且缩小在杂波抑制过程中所需处理的CFT多普勒频率范围，最后利用STAP方法实现对动目标的准确检测。本发明不仅克服了传统SAR‑GMTI检测方法要求雷达成像系统的通道数必须大于两倍方位多普勒模糊数的限制，还解决了以往基于Deramp‑STAP动目标检测方法运算量较大的问题。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别是一种基于Radon变换的Deramp-STAP动目标检测方法。

背景技术

雷达合成孔径技术作为雷达发展的一个重要里程碑，具有全天时、全天候和高分辨率的优点，自提出至今一直受到雷达和遥感领域研究学者的广泛关注并已取得了飞速的发展。近几年，随着SAR系统应用领域的不断拓展，常规的工作体制和成像模式无法满足不断深化的应用需求，为此不得不寻求进一步的创新，多通道SAR就是为了应对HRWS成像场景所提出的一种新的成像体制。

对于传统的SAR系统而言，为了获得大的测绘场景而不发生距离模糊则需要发射低的脉冲重复频率信号，而在实际应用场景中，高方位分辨所要求的多普勒带宽往往大于最大距离不模糊频率。为了解决此问题，MC-SAR应运而生。通过将MC与SAR相结合，利用方位的多个空域自由度实现了模糊方位多普勒谱的重构，进而解决了大测绘带宽与高方位分辨率之间的矛盾。

传统的杂波抑制算法主要包括相位中心偏置技术(Displaced Phase CenterAntenna,DPCA)和空时自适应处理技术(Space-Time Adaptive Processing,STAP)。对于DPCA技术而言，只有在系统的阵元基线长度和脉冲重复频率PRF满足严格的时空耦合关系才可较好地实现杂波抑制效果，然而在实际应用中往往很难满足此条件。STAP技术主要通过自适应调整空时滤波器，对回波信号进行空时自适应处理以达到最大输出SCNR。虽然STAP技术相较于较于DPCA技术具有更好的适应性与稳健性，但也要求系统的通道数必须大于多普勒模糊数的两倍。

在文献“Zhang,S.,et al.,Robust Clutter Suppression and Moving TargetImaging Approach for Multichannel in Azimuth High-Resolution and Wide-SwathSynthetic Aperture Radar”(IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,2015.53(2):p.687-70.)中：为了解决通道数对雷达系统的负担问题，作者引入了CFT操作来对方位多普勒谱进行压缩。通过把回波变换到RC(Range Compression)-CFT域，每个通道的回波可以形成相应的粗聚焦图像，使目标频谱仅仅分布在少数相邻的几个点上。通过引入CFT操作后，系统的通道数只需要大于多普勒模糊数就可以实现杂波抑制与动目标检测，突破了“系统的通道数必须大于多普勒模糊数的两倍”的限制。然而，为了提取出动目标需要对所有的频谱区域都进行多次的空域滤波操作，运算复杂度高。同时对于中高速目标来说，距离走动通常会超过一个距离单元，因此若不进行距离走动校正，目标的信号能量会弥散在多个距离单元上，导致成像结果恶化。

在文献“Sun,G.,et al.,Robust Ground Moving-Target Imaging UsingDeramp–Keystone Processing”(IEEE Transactions on Geoscience and RemoteSensing,2013.51(2):p.966-982.)中:在对每个通道信号进行CFT操作后，为了改善成像质量，获得更好的动目标聚焦结果，作者选用了Keystone(KT)算法对距离徙动进行了校正。然而，这种方法需要考虑到KT不适用于多普勒模糊的情况，所以作者又采用基于最小熵的多普勒中心模糊数估计的方法对模糊数进行估计进而实现线性距离走动校正，但是数据处理流程繁琐，运算量较大。