本成果是基于針對空中隱身、弱小、高空高速等飛行目標的積累檢測問題開展研究,通過建立三維時間模型和三維回波信號模型,并采用長時間積累檢測算法,達到縮短發現時間、推遠警戒距離,以改善空中微弱目標的檢測性能。項目采用理論分析和計算機仿真驗證相結合的研究方法,圍繞“三跨”微弱目標回波建模及弱信號積累方法中的難點開展研究,結合空中微弱目標的運動方式及特點、在利用相控陣雷達多波束掃描工作特性的基礎上,提出并建立了三維時間模型(即,快時間、慢時間和波束時間)和“三跨”微弱目標的三維回波信號模型;根據高速微弱目標的運動特征,提出并完善空中微弱目標長時間積累增強算法IAR-MTD,實現了空中勻速微弱目標的積累檢測;利用空中目標的稀疏特性,通過將長時間積累算法與壓縮感知技術相結合,提出IAR-MTD-CS算法,實現了空中稀疏微弱目標的檢測;針對跨波束單元運動目標,基于上述三維時間模型和三維信號模型,提出并完善了MBACIA-TSMB和MBACIA-SSMB兩種算法,并提出切向多普勒頻率概念,從而實現對跨波束單元運動目標的檢測及徑向速度和切向速度的估計。
(a) 目標所在方位與波束方位指向之間的關系,陰影區域為兩者重疊處
(b) 通過多波束聯合處理,不同波束的回波集中到同一波束之中
圖3MBACIA-TSMB算法示意圖
(a) 目標方位角與波束方位指向之間的關系,不同的陰影代表不同的波束
(b) 經過多波束聯合處理后,位于不同波束的回波集中于同一波束之中
圖4 算法示意圖
圖5 IAR-MTD算法的輸出
圖6 IAR-MTD-CS的輸出
主要技術指標
(1) 機載平臺速度1馬赫;
(2) 頻段為X波段,作用距離400km;
(3) 信號帶寬范圍:1MHz-20MHz;
(4) 脈沖重復頻率為中高頻;
(5) 目標檢測概率達到90%。
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