基于多谱线积累的弱目标探测方法

摘要

本发明公开了一种基于多谱线积累的弱目标探测方法，主要解决现有技术探测微弱目标时作用距离降低，仅依靠时间积累无法达到提高作用距离的问题。其实现过程是：1）把模拟信号分别通过三路模拟滤波器，滤出目标信号主谱线以及左右的两根谱线，变为三路连续波信号；2）对三路连续波信号分别进行数字采样，并计算得到数字权值，然后通过数字加权对三路信号进行相参积累；3）对相参积累后数据搜索加速度的值并补偿，并进行谱分析形成多普勒－加速度两维平面；4）在多普勒－加速度平面上恒虚警检测，对过门限的点进行聚心处理获得目标运动参数。本发明可在不增加发射功率和导引头孔径的情况下，提高雷达导引头的探测距离。

主权项

1.一种基于多谱线积累的弱目标探测方法，包括如下步骤：（1）将一个模拟信号分别通过三路模拟滤波器，滤出目标信号的主谱线以及左右的两根谱线，变为三路连续波信号；（2）对上述三路连续波信号分别进行数字采样，得到三路数字信号分别为x₁(n),x₂(n),x₃(n)；（3）构建三路数字信号的权值公式，用该权值公式分别计算三路数字信号的权值w₁,w₂,w₃：w₁=1$w_2=\frac{1}{T_r-{2T}_p}{\int }_{T_p/2}^{T_r-{3T}_p/2}{e}^{j2\pi f_r\gamma }\mathrm{d\gamma },$$w_3=\frac{1}{T_r-{2T}_p}{\int }_{T_p/2}^{T_r-{3T}_p/2}{e}^{-j2\pi f_r\gamma }\mathrm{d\gamma }$其中w₁是信号x₁(n)的权值，w₂是信号x₂(n)的权值，w₃是信号x₃(n)的权值，f_r是发射波形的重复频率，T_r＝1/f_r是脉冲重复周期，T_p是发射脉冲宽度，γ是接收信号相对于发射信号的延时；（4）将上述的权值与三路数字信号进行加权相参积累，得到相参积累后的信号x(n)：$x\left(n\right)=\underset{i=1}{\overset{3}{\Sigma }}{w}_i{x}_i\left(n\right),$其中w_i为第i路信号的权值，x_i(n)为第i路数字信号；（5）从相参积累后的数据中搜索加速度的值，利用搜索到的加速度值产生补偿因子并对相参积累后的信号x(n)进行补偿，即用x(n)乘以补偿因子，其中a为搜索的加速度值，λ为发射信号的波长，T_s是数字采样间隔；（6）对补偿后的相参积累信号进行快速傅立叶变换，根据变换结果画出多普勒－加速度两维平面；（7）在多普勒－加速度平面上做恒虚警检测，根据虚警概率P_fa确定门限值：$U_T=\sqrt{{2\sigma }^2\ln \left(\frac{1}{P_{\mathrm{fa}}}\right),}$其中σ²是噪声功率；（8）用滑窗法对过门限值U_T的点进行聚心处理获得目标参数：聚心处理，是取每个滑窗内的最强散射点作为目标的位置，对全部距离单元和多普勒单元的数据作处理，使原来分布在一定范围内目标的尺寸变成1*1，将面目标变成了点目标，即对窗内过门限的点进行搜索，搜索出最大值点，将该点对应的横坐标作为目标多普勒，纵坐标作为目标的加速度，得到目标运动参数。