基于长时间相参积累的高速高机动目标检测算法研究

This project mainly deals with the high speed and highly maneuvering target detection problem based on the long time coherent integration method. The long-time coherent integration-based high speed and highly maneuvering target detection theory can be established and improved by studying the following fundamental problems: the high speed and highly maneuvering target signal model with change scale effect, pulse compression method based on the change scale effect, change point estimation method of motion mode of the high speed and highly maneuvering target, long time coherent integration method for the target signal of multiple motion modes, target detection method after coherent integration. We will solve the key technologies, and propose a long time coherent integration-based high speed and highly maneuvering target detection signal processing method. Besides, simulation experiments will be used to validate the presented theory results and technological achievements. The research of this project is of great significance, since it can provide the theoretical and technical basis for the applications of long time coherent integration detection technique in real radar systems. Moreover, the theoretical results can also be utilized in other research fields such as target detection for synthetic impulse and aperture radar and high resolution radar.

本项目旨在解决基于长时间相参积累的高速高机动目标检测问题，通过研究高速高机动目标变尺度回波信号建模、基于变尺度效应的回波脉冲压缩方法、高速高机动目标模态变化转戾点估计方法、多模态间回波信号长时间相参积累算法、信号积累后的目标检测算法等基本问题，建立和完善基于长时间相参积累的高速高机动目标检测理论体系；突破关键技术，提出一套长时间相参积累处理的高速高机动目标检测信号处理算法，设计仿真实验，对本项目研究所获得的理论和技术成果进行验证。该项目研究可以为长时间相参积累检测技术推广应用到实际雷达系统中奠定理论和技术基础，具有重要的科学意义；其理论成果和技术还可应用于综合脉冲孔径雷达、高分辨雷达目标检测等领域。

高速高机动目标具有速度快、机动性高以及隐身性能好等特点，其有效检测是现代雷达目标探测中亟待解决的一个重要问题，而长时间相参积累检测算法是一种有效检测高速高机动目标的手段。本项目主要围绕基于长时间相参积累处理的高速高机动目标检测问题，开展了高速高机动目标变尺度回波信号建模、长时间相参积累信号处理算法以及信号积累后的目标检测算法三个方面的研究，形成一系列原创创新研究成果，包括：基于尺度Radon傅里叶变换的高速目标变尺度回波建模与脉压方法、基于三阶多项式相位的高机动目标回波建模与脉压方法、基于MART-LVT的高速机动目标距离走动校正算法、基于WRFRFT的高速目标多普勒补偿与相参积累算法、基于降维处理的雷达运动目标快速相参积累算法、基于分段处理的高速机动目标相参积累处理算法、高速目标多帧联合处理后的目标积累检测算法、基于对称自相关变换的高速高机动目标积累检测算法、多模态高速机动目标相参积累检测算法等。发表与录用学术论文15篇，其中在IEEE TSP和IEEE TVT等国际学术期刊发表或录用学术论文11篇（已检索10篇）；在IEEE Radar Conference等国际会议发表学术论文2篇，中文核心期刊论文2篇；申请发明专利5项。该项目的研究提高了我国高速高机动目标检测的基础研究水平和自主创新能力，可应用于远程预警雷达、相控阵雷达、星载雷达系统等，具有重要的科学意义和应用价值。