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宽带雷达运动目标检测方法研究

宽带雷达运动目标检测方法研究

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作者：冯泽荣西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着科技的日新月异,宽带雷达及其相关产品在军事和生活中得到了广泛的应用。相较于经典雷达而言,宽带雷达存在着诸多优势,便于完成目标分类、识别等相关处理。但是,其高分辨特性会使得窄带雷达中的点目标模型不再适用,待测目标的径向... 详细信息

随着科技的日新月异,宽带雷达及其相关产品在军事和生活中得到了广泛的应用。相较于经典雷达而言,宽带雷达存在着诸多优势,便于完成目标分类、识别等相关处理。但是,其高分辨特性会使得窄带雷达中的点目标模型不再适用,待测目标的径向运动可能会使得脉冲间产生距离徙动问题,距离走动使得窄带雷达中的相参积累方法不再适用等等。所以,在先验信息未知的条件下,如何校正多脉冲间的距离走动成为宽带雷达进行目标检测、分类和识别等处理的首要难点之一。结合本课题的研究背景以及现阶段已有的研究成果,本文着重对宽带雷达目标检测的相关问题进行了以下几点研究:1.从宽带雷达的高分辨特性出发,研究了宽带雷达下的距离扩展目标及其相应的多散射点模型、距离走动产生的原因及其影响等,并以线性调频信号为例,简单推导了单脉冲及多脉冲情况下对应的回波模型,此外,还介绍了宽带雷达中的雷达方程、信噪比定义、目标平动/转动对于回波信号产生的影响等,为后续目标检测工作做好了铺垫;2.研究了一种基于样条插值的运动目标相干积累（MTCI）的检测方法。首先,简单介绍了MTCI的原理及其校正距离走动的方法,并提出了其对脉冲间跨越为非整数单元时检测性能下降的问题;紧接着,通过本文提到的四种插值算法对各类函数插值效果的误差分析,选用样条插值进行后续处理;其次,结合MTCI算法的优点,并针对其对特定目标检测性能下降的问题,研究了一种基于样条插值的MTCI新算法,然后通过数据仿真验证了新算法对各类目标的实效性。同时对比了MTCI算法与新算法对脉冲间跨越为非整数单元的目标的检测性能,证实了新算法的性能改善;3.研究了一种基于Keystone变换的双向多普勒频移的目标检测方法。首先,介绍了Keystone变换的原理、“半盲速”效应以及多普勒模糊系数与其幅度因子之间的关系;然后,引入了基于Keystone的长时间目标积累方法,该方法对所有速度的目标均可以有效检测,但是计算量大,不适用于工程应用;紧接着,结合原算法的优点,并针对其计算量大等不足之处,研究了一种基于Keystone变换的双向多普勒频移的目标检测新方法,通过仿真实验表明了新算法可操作性。同时对比两种算法的性能及计算量,可知新算法在保证正确性和没有性能损失的前提下,极大程度上减少了运算量,更加适用于工程实践。

关键词：宽带雷达目标检测多散射点模型距离走动动目标相参积累 Keystone变换

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