一种等离子鞘套影响下的雷达目标检测方法

本发明涉及雷达领域，特别是一种等离子鞘套影响下的雷达目标检测方法及系统。

背景技术：

1、雷达探测的目标在高速穿过地球大气层时，由于大气中分子间的碰撞，使其中的分子或原子发生电离现象，并且电离度随着温度的升高而迅速增大，发生热电离效应。热电离后的分子和原子会覆盖在目标的表面，形成包围着目标飞行器的高温等离子层，也被称为等离子鞘套。

2、在雷达对目标的探测过程中，等离子鞘套不仅会导致目标回波受到电磁干扰的影响，而且还会将雷达发射的信号反射，增加目标回波中的信号分量，使得雷达回波中出现含有丰富的多普勒频率成分信号。等离子鞘套产生的多普勒成分复杂，并且其绝对值小于目标的多普勒。由于线性调频信号在脉冲压缩时存在距离-多普勒耦合效应，造成鞘套污染的雷达回波信号在一维距离剖面上出现“鞘套目标”现象，严重影响雷达对目标的探测。图1是雷达一维距离剖面上真实目标和鞘套目标的示意图，图中位于点(374，2014.7)处的谱峰为真实目标对应的谱峰，其余谱峰为鞘套目标对应的谱峰。

3、由于鞘套目标与真实目标之间的存在时变的距离差，并且鞘套目标往往分布于一定距离范围内的若干个距离单元，更恶劣的是有时鞘套目标的谱峰可能大于真实目标的谱峰，这将导致雷达目标检测存在较大困难，目标跟踪不稳定，跟踪精度较差甚至出现环路失锁的问题。

4、在等离子鞘套的影响下，目标的多普勒频率受到目标的速度、目标的飞行高度和雷达信号的载波频率这三个因素的影响，在不同的目标参考位置会产生不同的多普勒频率信息，真实目标和鞘套目标的速度存在差异且是时变的。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种等离子鞘套影响下的雷达目标检测方法及系统，在距离频域上对真实目标和鞘套目标的谱峰进行多普勒补偿，将真实目标和鞘套目标的回波能量聚焦于同一个谱峰，消除距离-多普勒耦合效应的影响，提高真实目标回波的信噪比，实现目标的稳健检测及跟踪。

2、本发明的一种等离子鞘套影响下的雷达目标检测方法，包括以下步骤：

3、步骤一、根据雷达回波信号峰值，筛选目标表面等离子鞘套的若干个散射点；

4、步骤二、采用线性调频lfm信号发射雷达信号，并根据所筛选的若干散射点，建立等离子鞘套覆盖目标的线性调频信号模型；

5、步骤三、对等离子鞘套覆盖目标的多普勒频率进行补偿，使雷达实际接收到的回波信号在一维距离剖面上对齐。

6、本发明的一种等离子鞘套影响下的雷达目标检测系统，包括以下模块：

7、散射点筛选模块，根据雷达回波信号峰值，筛选目标表面等离子鞘套的若干个散射点；

8、回波模型构建模块，采用线性调频lfm信号发射雷达信号，并根据所筛选的若干散射点，建立等离子鞘套覆盖目标的线性调频信号模型；

9、频率补偿模块，对等离子鞘套覆盖目标的多普勒频率进行补偿，使雷达实际接收到的回波信号在一维距离剖面上对齐。

10、与现有技术相比，本发明取得的技术效果包括：

11、本发明在等离子鞘套影响下的雷达目标检测过程中，在距离频域上对真实目标和鞘套目标的谱峰进行多普勒补偿，消除速度耦合的影响，将真实目标和鞘套目标的回波能量聚焦于同一个谱峰，提高了真实目标回波的信噪比，实现目标的稳健检测及跟踪。

技术特征：

1.一种等离子鞘套影响下的雷达目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的雷达目标检测方法，其特征在于，在所筛选的散射点上，产生流向目标尾部的散射强度大于预设阈值的等离子体。

3.根据权利要求1所述的雷达目标检测方法，其特征在于，步骤二中雷达发射的lfm信号表示为：

4.根据权利要求1所述的雷达目标检测方法，其特征在于，步骤二中雷达接收到的回波信号表示为：

5.根据权利要求1所述的雷达目标检测方法，其特征在于，步骤二中lfm信号的模糊函数为：

6.根据权利要求1所述的雷达目标检测方法，其特征在于，将不考虑多普勒影响时的真实目标作为参考目标；步骤三中频率补偿的过程包括：

7.根据权利要求6所述的雷达目标检测方法，其特征在于，进行频率估计时，各层等离子鞘套上散射点的回波信号与参考目标的回波信号之间的频率差表示为：

8.一种等离子鞘套影响下的雷达目标检测系统，其特征在于，包括以下模块：

9.根据权利要求8所述的雷达目标检测系统，其特征在于，雷达发射的lfm信号表示为：

10.根据权利要求8所述的雷达目标检测系统，其特征在于，将不考虑多普勒影响时的真实目标作为参考目标；频率补偿模块的补偿过程包括：

技术总结
本发明涉及雷达领域，为一种等离子鞘套影响下的雷达目标检测方法及系统；其方法包括步骤：根据雷达回波信号峰值，筛选目标表面等离子鞘套的若干个散射点；采用线性调频LFM信号发射雷达信号，根据所筛选的若干散射点建立等离子鞘套覆盖目标的线性调频信号模型；对等离子鞘套覆盖目标的多普勒频率进行补偿，使雷达实际接收到的回波信号在一维距离剖面上对齐。本发明在距离频域上对真实目标和鞘套目标的谱峰进行多普勒补偿，将真实目标和鞘套目标的回波能量聚焦于同一个谱峰，消除距离‑多普勒耦合效应的影响，提高真实目标回波的信噪比，实现目标的稳健检测及跟踪。

技术研发人员：麻歆婕,邓振淼,吴刚,柴国文
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4