基于STAP的高速空中动目标检测方法

摘要

空时自适应处理(Space-time adaptive processing,STAP)是一种有效的机载雷达动目标检测方法。但是，空中动目标的高速运动会导致其回波发生严重的距离走动，会大大降低STAP检测性能。Keystone变换(Keystone formatting)是一种常用的距离走动校正技术。因此可考虑将Keystone变换与STAP结合来实现这类目标的检测。然而，通过研究发现，高速空中动目标存在严重的速度模糊，此时直接对总的回波数据进行Keystone变换校正目标距离走动时，会导致杂波脊展宽、杂波自由度增加从而降低STAP性能。基于此，提出了先进行杂波抑制，然后利用Keystone变换校正目标距离走动，最后再进行目标积累检测的新方法，从而避免了上述问题，取得了良好的检测效果。并且还分别针对目标存在加速度、杂波存在距离走动的情况提出了相应的检测方法。
　　论文的主要贡献和创新之处在于以下几个方面：
　　第一，研究了机载雷达高速空中动目标检测问题。深入分析了Keystone变换对STAP性能的影响，并提出了先进行杂波抑制、再进行Keystone变换校正存在多普勒模糊的动目标距离走动的方法，取得了良好的检测性能；
　　第二，研究了目标存在加速度情况下的机动目标检测问题，提出了结合STAP、Keystone变换和Wigner-Hough变换的检测方法，从而实现了机载雷达高速空中机动目标的有效检测；
　　第三，分析了杂波距离走动产生的原因。提出了适用于杂波存在距离走动情况下的高速空中动目标检测方法。
　　需要指出的是，由于高速空中动目标检测与通过延长相干积累时间来实现微弱目标检测所面临的问题基本类似，例如都是对存在距离走动的目标进行有效地积累检测，因此，论文所提出的高速空中动目标检测方法对于微弱目标检测同样适用。

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第一章 绪 论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外的研究现状

1.3 论文的主要工作及论文结构

第二章 STAP基础知识

2.1 引言

2.2 机载雷达数据模型

2.3 机载雷达杂波分布特性

2.4空时最优处理器

2.5结束语

第三章 Keystone变换的基础知识

3.1引言

3.2距离走动的数学描述

3.3 Keystone变换原理

3.4 结束语

第四章 杂波无走动时的动目标检测

4.1引言

4.2 目标存在距离走动时的数据模型

4.3 杂波无走动时Keystone变换对STAP的影响

4.5 KF-STAP(Ⅰ)方法原理

4.6仿真分析

4.7结束语

第五章 杂波无走动时的机动目标检测

5.1引言

5.2 机动目标回波数据模型

5.3 KF-STAP(Ⅱ)方法原理

5.4 仿真分析

5.5 结束语

第六章 杂波有走动时的动目标检测

6.1引言

6.2目标和杂波存在距离走动时的数据模型

6.3 杂波有走动时Keystone变换对STAP的影响

6.4 KF-STAP(Ⅲ)方法

6.5仿真分析

6.6结束语

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间所发表的论文