步進(jìn)頻雷達(dá)低空環(huán)境感知與監(jiān)控軟件開發(fā).pdf

1、隨著我國低空環(huán)境的進(jìn)一步開放，低空飛行器數(shù)量明顯增多，低空飛行環(huán)境日益復(fù)雜，對低空環(huán)境感知技術(shù)的需求日益迫切。
　　針對低空環(huán)境靜止場景的感知問題，展開了步進(jìn)頻雷達(dá)目標(biāo)距離維高分辨成像方法的研究。傳統(tǒng)的獲取步進(jìn)頻雷達(dá)高分辨一維距離像的方法需要繁瑣的去冗余處理，針對該問題，本文采用合成帶寬法來獲取步進(jìn)頻體制下目標(biāo)的高分辨一維距離像。該方法具體步驟如下：首先選取一幀完整的回波，并對單個脈沖進(jìn)行升采樣操作；然后對回波進(jìn)行脈沖壓縮處理；之

2、后對脈沖進(jìn)行頻譜搬移操作；最后由頻譜搬移結(jié)果合成一個等效的大帶寬信號。仿真數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明，在低信噪比情況下，合成帶寬法對目標(biāo)的檢測性能較之于傳統(tǒng)的選大法、累加法等有明顯優(yōu)勢。
　　針對低空環(huán)境運(yùn)動場景的感知問題，展開了強(qiáng)弱運(yùn)動目標(biāo)成像方法的研究，提出了基于幀間互相關(guān)速度搜索的多運(yùn)動目標(biāo)成像方法。該方法分兩次得到運(yùn)動目標(biāo)的參數(shù)估計結(jié)果。第一次速度估計過程如下：首先對回波數(shù)據(jù)進(jìn)行幀間互相關(guān)操作，以實(shí)現(xiàn)距離-速度的解耦和；然后在對幀間

3、互相關(guān)結(jié)果進(jìn)行幀內(nèi)包絡(luò)非相干積累的基礎(chǔ)上，依據(jù)3dB原則挑選有效樣本，并由有效樣本構(gòu)造速度搜索協(xié)方差矩陣；之后對協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，并由單次快拍方法得到運(yùn)動目標(biāo)的速度譜；最后通過峰值搜索得到運(yùn)動目標(biāo)的第一次速度估計結(jié)果。進(jìn)行第二次速度估計時，首先利用第一次速度估計結(jié)果對原始回波進(jìn)行速度補(bǔ)償和距離徙動校正，然后對校正結(jié)果進(jìn)行脈沖壓縮處理，之后對脈壓結(jié)果進(jìn)行幀內(nèi)距離合成，最后對合成結(jié)果進(jìn)行幀間 FFT成像，由成像結(jié)果的多普勒偏移得到速

4、度估計殘差，進(jìn)而得到第二次速度估計結(jié)果。利用第二次速度估計結(jié)果對原始回波進(jìn)行速度補(bǔ)償、距離徙動校正，在完成脈沖壓縮、幀內(nèi)距離合成及幀間 FFT操作后，得到最終的成像結(jié)果。通過對最終成像結(jié)果的搜索得到運(yùn)動目標(biāo)的初始位置信息。為了避免當(dāng)前強(qiáng)目標(biāo)的影響，提出了一種基于正交投影的強(qiáng)目標(biāo)抑制方法，該方法利用第二次速度估計結(jié)果構(gòu)造正交投影矩陣，對幀間互相關(guān)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行投影處理，實(shí)現(xiàn)了對當(dāng)前強(qiáng)目標(biāo)的抑制。該方法具有速度估計精度高，速度不模糊范圍大，成