改进包络移位补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参tbd方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于多帧雷达信号处理和机动目标检测技术领域，特别是涉及一种改进包 络移位补偿和分数阶傅里叶变换的多帧相参TBD方法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着世界各国对于地球空间环境的利用和掌控重视程度的加大，地球空间 环境的战略地位正在发生着重要演化。在以信息战为核心的高科技战争中，空间无可替代 地发挥着愈加重要的作用。若想掌控地球空间，空间目标的探测和识别技术是达到这个任 务的重要技术手段之一。发达国家也非常重视空间目标探测技术的发展，努力达到在和平 时期和战时能够实时对空间目标进行监视、识别和跟踪，所以进行空间目标探测技术的研 宄对于国家军事战略具有重要意义。
[0003] 目前用于探测空间目标的系统主要分为地基雷达和天基雷达三大类，天基雷达具 有比地基雷达探测范围广、不受国家地理区域限制等优势。利用天基雷达对空域进行监控， 该雷达工作在检测和跟踪模式下，此时其将空域划分为若干区域，并向每个区域连续发射 相参的脉冲信号，随着对整个空域的一次扫描结束而得到一帧数据。如果天基雷达对于空 域不断进行扫描就可以接收到多帧回波数据。由于所探测的空间目标具有较高速度和加速 度，此时回波信号会产生距离走动和多普勒走动现象，并且由于天基雷达探测目标较远，回 波信号较弱；故在低信噪比下有效地检测出具有高速和高机动特点的空间目标就具有很大 难度。
[0004] 目前利用多帧数据对目标进行检测的方法有跟踪前检测（DBT)方法，但该方法在 回波信噪比较低时检测性能会受到较大的限制，所以不能直接用于对空间目标的检测。
[0005] 检测前跟踪技术（TBD)是利用多帧回波数据在低信噪比下检测目标的有效方法， 目前已有的TBD实现方法有基于霍夫变换的TBD方法、基于动态规划的TBD方法、基于粒子 滤波的TBD方法等；虽然这些方法使用了多帧回波数据，但是它们在各帧间的积累采用的 是非相干积累方式，由于没有用到目标回波信号的相位信息，所以积累效果会低于相参积 累的方式。
[0006] 多帧相参TBD技术是最近两年才提出的对于微弱目标检测的新方法。该方法在单 帧回波数据基础上不首先对目标有无进行判断，而是充分利用多帧的回波数据共同进行判 断，该方法利用多帧回波数据间的相位信息，将多帧回波数据进行相参积累，从而能够获得 比处理单帧数据更高的能量积累，从而非常有利于后续的恒虚警检测处理。
[0007] 目前还尚未出现将多帧回波数据移位到一个距离单元并进行分数阶傅里叶变换 而有效积累目标能量，并用于检测空间超高速机动目标的相关研宄成果。
【发明内容】
[0008] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种改进包络移位补偿和分数阶傅里 叶变换的多帧相参TBD方法。
[0009] 为了达到上述目的，本发明提供的改进包络移位补偿和分数阶傅里叶变换的多帧 相参TBD方法包括按顺序进行的下列步骤：
[0010] 1)对天基雷达接收到的多帧机动目标回波信号进行解调和脉冲压缩预处理，对经 过脉冲压缩的回波信号采样得到相应的回波数据；
[0011] 2)从上述经过预处理后的多帧回波数据中逐帧取出同一个方位向单元的数据，然 后将这些数据放到一个数据矩阵中，并作为目标回波数据进行处理；
[0012] 3)在步骤2)基础上根据目标参数范围计算目标的距离走动量，并根据计算结果 将数据进行移位，接着补偿移位后的一个距离单元中数据间的相位差；
[0013] 4)将步骤3)中补偿完相位差的一个距离单元数据取出进行分数阶傅里叶变换， 将分数阶域中峰值记录下来并回到步骤3)进行循环，直到目标参数范围搜索完毕，接着把 所得到的各个分数阶域的峰值中的最大值存储到信息矩阵中；
[0014] 5)重复步骤2)至步骤4)，直到将所有扫描得到的数据帧中的方位向单元数据都 取出并处理完为止；
[0015] 6)将步骤5)得到的一系列最大值进行比较，将比较得到的最值作为检测统计量， 并在这些最大值组成的检测单元图中进行恒虚警检测。
[0016] 在步骤1)中，所述的对天基雷达接收到的多帧机动目标回波信号进行解调和脉 冲压缩预处理，对经过脉冲压缩的回波信号采样得到相应的回波数据的方法是：
[0017] 将多帧机动目标回波信号沿距离维做傅里叶变换，然后在距离频域进行匹配滤 波，接着再沿距离频域做逆傅里叶变换，从而得到经过脉冲压缩后的回波信号；
[0018] 天基雷达工作在检测和跟踪模式下，将探测的空域划分为10个方位向，则第k帧， 第η个方位单元的经过脉冲压缩处理后的机动目标回波信号表达式为：
【主权项】
1. 一种改进包络移位补偿和分数阶傅里叶变换的多帖相参T抓方法，其特征在于，所 述的方法包括按顺序进行下列的步骤： 1) 对天基雷达接收到的多帖机动目标回波信号进行解调和脉冲压缩预处理，对经过脉 冲压缩的回波信号采样得到相应的回波数据； 2) 从上述经过预处理后的多帖回波数据中逐帖取出同一个方位向单元的数据，然后将 该些数据放到一个数据矩阵中，并作为目标回波数据进行处理； 3) 在步骤2)基础上根据目标参数范围计算目标的距离走动量，并根据计算结果将数 据进行移位，接着补偿移位后的一个距离单元中数据间的相位差； 4) 将步骤3)中补偿完相位差的一个距离单元数据取出进行分数阶傅里叶变换，将分 数阶域中峰值记录下来并回到步骤3)进行循环，直到目标参数范围捜索完毕，接着把所得 到的各个分数阶域的峰值中的最大值存储到信息矩阵中； 5) 重复步骤2)至步骤4)，直到将所有扫描得到的数据帖中的方位向单元数据都取出 并处理完为止； 6) 将步骤5)得到的一系列最大值进行比较，将比较得到的