基于快时间keystone变换和FrFT的无人机检测算法

1

作者 王春蕾 周传睿 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第7期45-51,共7页

连续波雷达通常采用长时间相参累积技术来增强对无人机的探测能力。然而,无人机具有高机动性,在做长时间相参积累时易发生距离徙动和多普勒频率徙动,导致雷达检测性能衰退。针对此问题,文中提出了一种基于快时间keystone变换和分数阶傅... 连续波雷达通常采用长时间相参累积技术来增强对无人机的探测能力。然而,无人机具有高机动性,在做长时间相参积累时易发生距离徙动和多普勒频率徙动,导致雷达检测性能衰退。针对此问题,文中提出了一种基于快时间keystone变换和分数阶傅里叶变换(FrFT)的连续波雷达无人机检测算法,通过快时间keystone变换校正距离徙动,采用FrFT补偿多普勒频率徙动,进而完成相参积累和检测。不同于传统keystone变换作用于快时间域,快时间keystone变换作用于距离频率域,这是连续波雷达信号模型的特性导致的。仿真分析显示,文中算法可良好地平衡检测性能和计算量之间的矛盾;并采用雷达实测数据验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 连续波雷达 无人机探测 距离徙动 多普勒频率徙动 快时间keystone变换 分数阶傅里叶变换

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基于Keystone变换的相位编码信号长时间积累方法 被引量：5

2

作者 李阳 龙腾 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期54-58,共5页

针对精确末制导雷达导引头相位编码相参脉冲串信号(CPCPT),提出一种长时间相参积累方法.在径向速度未知或未精确获知的情况下,使用Keystone变换完成跨距离分辨单元走动的校正,采用傅里叶变换完成相参积累.其中Keystone变换采用DFT-IFFT... 针对精确末制导雷达导引头相位编码相参脉冲串信号(CPCPT),提出一种长时间相参积累方法.在径向速度未知或未精确获知的情况下,使用Keystone变换完成跨距离分辨单元走动的校正,采用傅里叶变换完成相参积累.其中Keystone变换采用DFT-IFFT算法实现,有效降低了其算法复杂度.在该方法的支持下,CPCPT无距离-多普勒耦合问题,并保证了相参积累增益、速度与距离分辨率.计算机仿真验证了该算法的有效性. 展开更多

关键词 长时间相参积累 相位编码相参脉冲串信号 keystone变换

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一种用于弱信号检测的广义Keystone变换算法 被引量：7

3

作者 赵永波 周晓佩 王娟 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期98-102,122,共6页

针对微弱信号在长时间相干积累检测过程中,当用Keystone变换校正回波越距离单元走动时,存在相干积累的结果与选取的基准对齐脉冲有关的问题,提出了一种广义的Keystone变换算法.首先寻找数字脉冲压缩过程中离散时间采样误差最小的脉冲,... 针对微弱信号在长时间相干积累检测过程中,当用Keystone变换校正回波越距离单元走动时,存在相干积累的结果与选取的基准对齐脉冲有关的问题,提出了一种广义的Keystone变换算法.首先寻找数字脉冲压缩过程中离散时间采样误差最小的脉冲,然后以此脉冲为对齐基准,利用Keystone变换将所有脉冲回波校正到同一距离分辨单元,从而保证了相干积累结果取得最大值. 展开更多

关键词 微弱信号检测 长时间相干积累 越距离单元走动 广义keystone变换 离散时间采样误差

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基于Knab内插核的Keystone变换 被引量：3

4

作者 原浩娟 高梅国 +1 位作者 姜伟 邢昆峰 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2010年第4期425-429,共5页

研究了利用Knab内插核实现Keystone变换的方法,用于补偿宽带信号长时间相参积累过程中运动目标跨距离单元走动引起的波形发散。首先分析了Keystone变换的原理及实现方法,然后针对Keystone变换过程中一维sinc内插导致的算法运算量过大的... 研究了利用Knab内插核实现Keystone变换的方法,用于补偿宽带信号长时间相参积累过程中运动目标跨距离单元走动引起的波形发散。首先分析了Keystone变换的原理及实现方法,然后针对Keystone变换过程中一维sinc内插导致的算法运算量过大的问题,提出利用Knab内插核代替sinc内插核实现Keystone变换的方法,提高算法的运算效率。在回波信号的慢时间域满足一定过采样率的前提下,该算法可以用较少的内插点数实现运动目标的速度补偿。理论分析及仿真表明,利用Knab内插核实现Keystone变换,可以在保证算法速度补偿性能的前提下,有效地提高运算效率,有利于工程实现。 展开更多

关键词 keystone变换 长时间相参积累 距离走动 Knab内插核

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基于Keystone变换与Dechirping补偿的雷达运动目标检测跟踪算法研究 被引量：1

5

作者 陈杰 赵英潇 +1 位作者 吴琪 张月 《航空兵器》 CSCD 北大核心 2019年第6期17-21,共5页

对目标回波信号进行长时间积累,是在不对雷达硬件系统进行升级改造的情况下,提高回波信噪比及雷达系统探测能力的低成本实现方法。本文主要对目标沿雷达径向匀加速运动时导致的距离徙动和多普勒走动问题进行研究,提出了基于Keystone变换... 对目标回波信号进行长时间积累,是在不对雷达硬件系统进行升级改造的情况下,提高回波信噪比及雷达系统探测能力的低成本实现方法。本文主要对目标沿雷达径向匀加速运动时导致的距离徙动和多普勒走动问题进行研究,提出了基于Keystone变换和Dechirping补偿的积累算法。在没有先验信息的情况下通过Keystone变换实现包络对齐,而后利用对加速度进行搜索补偿,来补偿多普勒走动以提高雷达积累增益。最后基于AR模型的卡尔曼滤波算法实现机动目标的跟踪。利用空天杯比赛数据可以证明算法在检测微弱运动目标方面的优势。 展开更多

关键词 长时间积累 距离徙动 多普勒走动 keystone变换 Dechirping补偿

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基于FFT插值的Keystone变换实现方法 被引量：2

6

作者 张亮 杜庆磊 +2 位作者 胡冰 周必雷 王安乐 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第10期82-88,共7页

Keystone变换(KT)是一种经典的雷达目标距离走动校正工具。针对现有实现方法计算复杂度高、抗噪效能不够理想的问题,提出基于快速傅里叶变换(FFT)插值的KT实现方法,先将慢时间回波转换至频域,再通过频域补零、快速傅里叶逆变换(IFFT)、... Keystone变换(KT)是一种经典的雷达目标距离走动校正工具。针对现有实现方法计算复杂度高、抗噪效能不够理想的问题,提出基于快速傅里叶变换(FFT)插值的KT实现方法,先将慢时间回波转换至频域,再通过频域补零、快速傅里叶逆变换(IFFT)、时域抽取等操作,计算尺度化回波,完成KT去耦合。仿真结果表明,所提方法抗噪效能优于现有几种KT实现方法,且计算复杂度明显更低。 展开更多

关键词 keystone变换 FFT插值 时间尺度 频域补零

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Keystone变换实现方法研究 被引量：11

7

作者 张亮 张翔宇 王国宏 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1218-1226,共9页

Keystone变换(Keystone Transform,KT)是一种经典的雷达目标距离走动校正工具,现有诸多实现方法中以基于线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)和快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)的“CZT+IFFT”方法计算量最低.... Keystone变换(Keystone Transform,KT)是一种经典的雷达目标距离走动校正工具,现有诸多实现方法中以基于线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)和快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)的“CZT+IFFT”方法计算量最低.本文针对“CZT+IFFT”方法存在的频谱混叠问题,提出修正的“CZT+IFFT”方法,同时运用时间尺度(Time-Scaling,TS)和尺度估计(Scale-Estimation,SE)概念,进一步提出2种梅林域的KT实现方法.仿真试验验证了分析结论的正确性和所提方法的有效性. 展开更多

关键词 雷达 keystone变换 相参积累 梅林变换 线性调频Z变换 时间尺度 尺度估计

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基于时间反转变换的动目标相参积累算法 被引量：1

8

作者 刘海涵 吕卫祥 《现代防御技术》 北大核心 2022年第2期67-75,共9页

高速动目标回波能量的相参积累一直是国内外学者的研究热点。针对时间反转变换-二阶Keystone变换-吕分布(TRT-SKT-LVD)算法在积累过程中丢失速度信息的问题,提出时间反转变换-一阶Keystone变换-Radon变换(TRT-KTR)算法实现动目标速度的... 高速动目标回波能量的相参积累一直是国内外学者的研究热点。针对时间反转变换-二阶Keystone变换-吕分布(TRT-SKT-LVD)算法在积累过程中丢失速度信息的问题,提出时间反转变换-一阶Keystone变换-Radon变换(TRT-KTR)算法实现动目标速度的分离与相参积累。通过时间反转分离出目标的速度信息,采用低通滤波器和线性平滑法消除噪声引起的突变点的影响。用一阶Keystone变换校正目标速度引起的距离走动。利用Radon变换估计速度模糊数并进行补偿实现相参积累。仿真证明,该算法可以有效分离并积累目标的速度分量,且拥有较低的运算量。结合TRT-SKT-LVD后的联合算法可积累出目标距离、速度、加速度三维信息,实现多目标检测。 展开更多

关键词 目标检测 相参积累 时间反转变换 keystone变换 RADON变换

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一种基于TRT-SKT-HAF的变加速目标快速相参积累算法

9

作者 陈锴 乔良 +1 位作者 李明 陈洪猛 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第2期95-102,共8页

在雷达高速机动目标的检测中,目标的运动特性会带来距离走动和多普勒徙动现象,不利于后续进行相参积累。传统算法为解决目标运动造成的影响,需要对目标的运动参数进行搜索,加大了计算量。针对上述问题,文中提出了一种基于慢时间序列反... 在雷达高速机动目标的检测中,目标的运动特性会带来距离走动和多普勒徙动现象,不利于后续进行相参积累。传统算法为解决目标运动造成的影响,需要对目标的运动参数进行搜索,加大了计算量。针对上述问题,文中提出了一种基于慢时间序列反转变换(TRT)-二阶keystone变换(SKT)-高阶模糊函数(HAF)的变加速目标快速相参积累算法。该算法通过TRT和SKT校正距离走动,利用HAF估计目标加速度并构建相位补偿函数以校正多普勒徙动。与广义Radon-Fourier变换相比,所提方法无需进行任何参数搜索,计算复杂度减少了3个数量级。仿真结果表明,所提方法在检测门限上相比于Radon分数阶模糊函数算法降低了5 dB,在低信噪比下有更好的检测性能。 展开更多

关键词 时间序列反转变换 相参积累 二阶keystone变换 高阶模糊函数法

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高机动小RCS目标长时间相参积累检测新方法 被引量：15

10

作者 战立晓 汤子跃 朱振波 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期511-516,共6页

相参积累可以提高小雷达散射截面(radar cross section,RCS)目标的信噪比,但由于目标的高速高机动性,长时间相参积累会导致回波的越距离单元走动和越多普勒单元走动问题。首先建立了高机动小RCS目标的回波信号模型,并分析了目标回波信... 相参积累可以提高小雷达散射截面(radar cross section,RCS)目标的信噪比,但由于目标的高速高机动性,长时间相参积累会导致回波的越距离单元走动和越多普勒单元走动问题。首先建立了高机动小RCS目标的回波信号模型,并分析了目标回波信号的二维频域特性,在此基础上,提出了一种长时间相参积累检测新方法。基本思想是在距离频域-方位时域利用Keystone变换,校正由一次相位引起的越距离单元走动问题,然后乘以二次相位补偿函数解决越多普勒单元走动问题,通过构造目标函数对补偿函数中的加速度进行搜索,获得的目标函数的最大值即为相参积累值。仿真结果验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 长时间相参积累 目标检测 keystone变换 二次相位补偿函数

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米波双基地雷达长时间相参积累算法 被引量：4

11

作者 战立晓 汤子跃 朱振波 《信号处理》 CSCD 北大核心 2013年第3期351-359,共9页

四代机目标具有隐身、高速、高机动等特点,传统雷达对其检测失效。针对这一问题,本文结合米波雷达和双基地雷达的优势,研究了米波双基地雷达的四代机目标检测特性。首先给出了米波双基地雷达目标回波信号模型,并对距离徙动和多普勒徙动... 四代机目标具有隐身、高速、高机动等特点,传统雷达对其检测失效。针对这一问题,本文结合米波雷达和双基地雷达的优势,研究了米波双基地雷达的四代机目标检测特性。首先给出了米波双基地雷达目标回波信号模型,并对距离徙动和多普勒徙动特性进行了分析;在此基础上,提出了基于Keystone变换的米波双基地雷达长时间相参积累算法。该算法在距离频域-方位时域利用Keystone变换补偿距离徙动,并利用FFT实现长时间相参积累。最后,Monte Carlo仿真实验验证了所提算法的有效性。本文所提算法为四代机目标检测提供了新的技术途径。 展开更多

关键词 米波双基地雷达 目标检测 长时间相参积累 keystone变换 距离单元徙动

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基于宽带Stretch处理的长时间积累方法 被引量：2

12

作者 李阳 刘鹤 温靖 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期156-159,共4页

针对超宽频带制导雷达长时间积累过程中运动目标跨距离分辨单元走动,引起微弱目标检测性能下降的问题,提出一种基于Stretch处理的相参积累方法.该方法利用目标速度装订信息进行速度粗补偿,使用Keystone变换完成距离走动校正,采用脉冲多... 针对超宽频带制导雷达长时间积累过程中运动目标跨距离分辨单元走动,引起微弱目标检测性能下降的问题,提出一种基于Stretch处理的相参积累方法.该方法利用目标速度装订信息进行速度粗补偿,使用Keystone变换完成距离走动校正,采用脉冲多普勒处理完成相参积累.计算机仿真验证了该方法的有效性. 展开更多

关键词 长时间积累 STRETCH处理 keystone变换 跨距离分辨单元走动

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高速机动目标长时间相参积累和参数估计算法研究 被引量：3

13

作者 杨宇超 方明 +2 位作者 赵晨帆 王玥琪 方刚 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期3811-3820,共10页

长时间相参积累是提高雷达探测性能的重要技术之一。在高速高机动目标的长时间积累过程中引起的距离走动、距离弯曲、多普勒频率走动与多普勒频率弯曲效应会带来严重的积累信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)损失,进而使得噪声背景下雷... 长时间相参积累是提高雷达探测性能的重要技术之一。在高速高机动目标的长时间积累过程中引起的距离走动、距离弯曲、多普勒频率走动与多普勒频率弯曲效应会带来严重的积累信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)损失,进而使得噪声背景下雷达难以有效发现探测目标的存在。针对上述问题,提出了一种针对高速机动目标的参数化长时间积累算法。首先,使用keystone变换(keystone transform,KT)校正了线性距离走动。然后,使用相参积累型修正三阶相位函数(coherently integrated modified cubic phase function,CIMCPF)与相参积累型修正高阶模糊函数(coherently integrated modified high-order ambiguous function,CIMHAF)算法分别完成了对一阶和二阶加速度的参数估计。得益于CIMCPF与CIMHAF对信号相参特性的利用,该算法在低信噪比下依然有效。同时,由于没有对参数网格搜索的过程,算法的计算复杂度也较低。仿真实验与分析证实了所提算法的优异性能。 展开更多

关键词 长时间相参积累 keystone变换 相参积累型修正三阶相位函数 相参积累型修正高阶模糊函数 参数估计

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宽带机动目标检测 被引量：19

14

作者 苏军海 邢孟道 保铮 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1283-1287,共5页

该文提出了一种高机动目标宽带信号检测与运动参数估计方法,即先通过相邻相关对目标回波进行降阶处理,然后将其变换到距离频域,利用广义二阶keystone变换去除距离弯曲,接着对一个距离单元信号进行时间调频率变换并估计方位向的调频率,... 该文提出了一种高机动目标宽带信号检测与运动参数估计方法,即先通过相邻相关对目标回波进行降阶处理,然后将其变换到距离频域,利用广义二阶keystone变换去除距离弯曲,接着对一个距离单元信号进行时间调频率变换并估计方位向的调频率,构造相位补偿函数,对广义二阶keystone变换后的信号进行补偿,再进行第二次广义二阶keystone变换,最后通过距离IFFT和方位FFT对目标进行检测,通过估计的参数可以获得目标的运动参数。仿真和实测数据验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 目标检测 宽带检测 广义二阶keystone变换 时间调频率分布

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圆阵雷达低慢小目标跟踪性能提升技术

15

作者 杨建军 路彬彬 +1 位作者 袁路花 卞磊 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2023年第6期74-80,共7页

低慢小目标的探测跟踪是雷达领域的难题;圆阵雷达在跟踪变速运动的无人机目标时,往往会因为积累能量扩散等问题导致跟踪不稳定、易断航等现象。文中充分挖掘圆阵雷达自适应数据率跟踪的潜力,将目标实时信噪比引入跟踪环路内,通过长时间... 低慢小目标的探测跟踪是雷达领域的难题;圆阵雷达在跟踪变速运动的无人机目标时,往往会因为积累能量扩散等问题导致跟踪不稳定、易断航等现象。文中充分挖掘圆阵雷达自适应数据率跟踪的潜力,将目标实时信噪比引入跟踪环路内,通过长时间相参积累脉冲组作为补救跟踪措施提升目标机动航段的跟踪稳定性。同时,通过Keystone变换和Dechirp算法校正长时间照射引起的距离徙动和多普勒扩散问题。数值仿真分析和圆阵雷达实测均验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 圆阵雷达 keystone变换 Dechirp算法 长时间相参积累

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基于多核DSP的动目标检测算法的设计与实现 被引量：2

16

作者 崔春雷 张月 +2 位作者 郭瑞 杨炯 陈曾平 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第23期208-212,共5页

脉冲多普勒处理无法解决跨距离单元走动问题,而跨距离单元走动补偿算法运算量大,不利于工程化实现。为了解决上述问题,利用高性能浮点DSP处理器TMS320C6678,采用距离分段方式来实现动目标检测。该方法对检测空间进行距离分段,对近距离... 脉冲多普勒处理无法解决跨距离单元走动问题,而跨距离单元走动补偿算法运算量大,不利于工程化实现。为了解决上述问题,利用高性能浮点DSP处理器TMS320C6678,采用距离分段方式来实现动目标检测。该方法对检测空间进行距离分段,对近距离目标使用MTD方法进行检测,而对远距离目标,考虑到跨距离单元走动问题,使用基于Keystone快速变换的长时间积累算法。实验结果证明,该方法不仅能够有效的降低处理器的运算量,而且一定程度上能够对远距离目标跨距离单元走动进行有效补偿。 展开更多

关键词 动目标检测(MTD) keystone变换 跨距离单元走动 长时间积累 TMS320C6678

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一种径向匀加速目标包络徙动补偿新方法 被引量：3

17

作者 蒋千 孔令讲 杨建宇 《雷达科学与技术》 2013年第1期45-50,共6页

雷达信号多脉冲长时间积累是提高雷达检测性能的重要手段。当雷达探测高速运动目标时,目标的径向加速度将引起二次距离走动,使雷达检测性能大大降低。针对此问题,提出一种消除距离走动二阶项的新方法。该方法首先对目标回波进行广义二阶... 雷达信号多脉冲长时间积累是提高雷达检测性能的重要手段。当雷达探测高速运动目标时,目标的径向加速度将引起二次距离走动,使雷达检测性能大大降低。针对此问题,提出一种消除距离走动二阶项的新方法。该方法首先对目标回波进行广义二阶Keystone变换,然后在慢时间域通过解线调的思路估计多普勒调频斜率,进而补偿多普勒高阶项,最后对补偿后信号再进行广义二阶Keystone变换,从而完全消除距离走动。仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 高速目标探测 长时间相参积累 跨距离单元走动 广义二阶keystone变换

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变加速运动目标的相参积累算法 被引量：3

18

作者 辛婷婷 王国宏 +1 位作者 张亮 张翔宇 《现代防御技术》 2020年第2期60-68,共9页

针对高速机动目标发生多种距离走动和多种多普勒走动现象而无法实现能量有效积累问题,提出了一种不需要进行参数搜索的变加速运动目标的相参积累算法。首先,对频域脉压回波信号进行慢时间序列翻转变换,并与频域脉压回波信号相乘,可以同... 针对高速机动目标发生多种距离走动和多种多普勒走动现象而无法实现能量有效积累问题,提出了一种不需要进行参数搜索的变加速运动目标的相参积累算法。首先,对频域脉压回波信号进行慢时间序列翻转变换,并与频域脉压回波信号相乘,可以同时校正速度引起的线性距离走动、加加速度引起的三阶距离走动和加加速度引起的多普勒弯曲。其次,采用二阶keystone变换的方法对加速度引起的距离弯曲进行校正。最后,将慢时间维信号看做线性调频信号,利用双正交傅里叶变换估计调频斜率来实现相参积累。通过仿真证明,该方法能够有效实现积累,能够实现多目标检测,相比其他算法具有优越性。 展开更多

关键词 距离走动 多普勒走动 慢时间序列翻转 二阶keystone变换 双正交傅里叶变换 相参积累

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匀加速目标背景下多载频LFMCW雷达信号合成方法 被引量：1

19

作者 李豪欣 李琦 +2 位作者 韩壮志 刘利民 高振斌 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2022年第6期45-50,55,共7页

针对目标匀加速运动时的多载频LFMCW雷达信号处理问题,提出一种合成方法,进行相应的理论分析并给出其实现途径。该方法利用快时间反转变换和FRFT估计目标加速度,并通过二阶Keystone变换和分数阶频谱四阶原点矩提升估计精度,以补偿多普... 针对目标匀加速运动时的多载频LFMCW雷达信号处理问题,提出一种合成方法,进行相应的理论分析并给出其实现途径。该方法利用快时间反转变换和FRFT估计目标加速度,并通过二阶Keystone变换和分数阶频谱四阶原点矩提升估计精度,以补偿多普勒徙动;同时采用Keystone变换和相位补偿法矫正距离走动、多普勒频率和相位,以实现多载频信号的合成。仿真结果表明,当目标做匀加速运动时,该方法可有效实现多载频信号的相参合成,且具有较高的输出信噪比增益。 展开更多

关键词 多载频LFMCW雷达 快时间反转变换 keystone变换 FRFT

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