文獻標志碼:A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234381
引用格式: 吳巍,薛冰,劉丹丹. 基于微動滑窗的敏捷長時混合積累方法研究[J]. 電子技術應用,2023,49(11):1-8.
【引言】
導彈能對敵方的艦艇產生很強的威脅,有著極高的殺傷能力,幾枚導彈就可能使敵艦艇失去戰斗能力或沉沒。高超聲速反艦導彈對海上艦艇目標的殺傷能力更為優越,突防能力和毀傷能力也更為顯著,但是導彈準確命中目標是毀傷目標的前提。而在反艦導彈末段攻擊的時候,末制導雷達會受到各種因素的干擾,其中海雜波干擾帶來的目標低可觀測問題給末制導雷達準確發現和穩定跟蹤帶來了挑戰。脈沖積累是抑制雜波的有效方法,利用雜波的隨機性與目標的確知性,通過長時間脈沖積累可以有效提高信雜比,從而抑制雜波。但現有長時間積累方法在末制導雷達應用背景下還存在適應性問題。
長時間相參積累是近年來雷達探測低可觀測目標的研究熱點[1-2],目前長時相參積累研究的應用背景主要是地基預警雷達探測高速微弱目標,主要針對目標高速運動導致的跨距離門走動和(/或)跨多普勒速度門走動問題[3],通過建立一定的模型來進行位移補償和相位補償,實現能量的聚焦積累。相關的方法主要有:Keystone變換[4-5]和Radon-Fourier變換[6]等位移補償方法,分數階傅里葉變換(FrFT)[7]、S變換[8]等相位補償方法,還有距離、多普勒聯合補償的方法,例如Chirp-Fourier Transform變換[9-10]、Radon-fractional Fourier變換[11]、Radon-linear canonical變換[12]、Radon-Lv′s distribution變換[13]、廣義Radon-Fourier變換(GRFT)[14]、自適應Radon-Fourier變換[15]、Radon-S變換[16]等。作者在前期的研究中針對鄰近空間高超聲速機動目標檢測提出了一種Polynomial Radon-Polynomial Fourier 變換[17]的長時相參積累方法,該工作2018年發表于IEEE Trans. on AES,為本文的研究提供必要的基礎。目前針對高速、高機動目標的長時間相參積累主要應用背景是對空預警探測,主要考慮目標高速情況下等離子體鞘套引起的RCS衰減,通過長時間相參積累實現雷達“黑障”情況下的檢測,研究重點在于高速、高機動帶來的跨距離門走動和跨多普勒門走動上,對海雜波抑制方面考慮較少。海軍航空大學的研究團隊通過對雷達回波信號進行分數階傅里葉變換[18-19],通過岸基雷達對海凝視探測,利用海雜波的微多普勒特性對海尖峰下的弱目標進行檢測。
上述這些方法和理論極大地豐富了雷達長時間相參積累理論,但是幾乎所有的方法都需要在參數空間進行步進搜索,尋找使得能量最大化的參數或路徑,因此,計算量比較大。現有的長時間相參積累理論應用到高數據率要求的彈載末制導雷達中時,如何提高算法敏捷性是需要進一步研究和解決的關鍵問題。目前在彈載雷達應用背景下的長時間相參積累研究并不多見,據查閱的文獻可知,相關研究所近年來在雷達導引頭相參積累和運動補償方面做了一些研究,西安電子工程研究所針對導彈高速運動帶來的距離走動和多普勒擴展問題,提出了基于慣導信息的運動補償方法[20]。北京遙感設備研究所研究了使用慣導數據與多普勒譜寬測量加速度相結合的長時間相參積累方法[21]。但是這些研究沒有積累時間還比較短,沒有充分利用長時間積累。
由上可見,現有長時相參積累研究主要以地基雷達為應用背景展開,由于地基預警雷達數據率要求不高,因此,這些研究只考慮了相參積累的長時性,沒有考慮實時性,還不能適應高超聲速彈載雷達實時性的需要。本文提出和研究一種微動滑窗的敏捷長時混合積累方法,解決脈沖積累長時性和實時性的矛盾,以適應末制導雷達抑制海雜波的需求。
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【作者信息】
吳巍,薛冰,劉丹丹
(海軍工程大學 兵器工程學院,湖北 武漢 430032)