中重频雷达的检测前跟踪技术研究

【摘要】：中重频能够提高雷达应对主瓣杂波和地面运动目标的能力,因此被广泛应用于战斗机等军事领域。然而随着现代科技水平的不断发展,使得雷达对目标进行精确检测和跟踪面临着严峻的考验,一种有效的方法是采用物理手段如增大雷达的发射功率等,另一种方法则是从算法层面如采取多帧联合检测前跟踪算法(Multi-frame Track-before-detect,MF-TBD)用于有效地对微弱目标能量的积累。然而,在中重频系统中,随之而来的是无可避免的距离和多普勒模糊问题。MF-TBD技术是一种能够有效应对目标能量微弱问题的跟踪技术,而在多重频雷达系统中,由于距离和多普勒的模糊,使得目标的状态空间与量测空间不再是一一对应关系,无法直接应用该技术。因此,如何实现中重频雷达体制下微弱目标的检测和跟踪,以及最大程度降低算法复杂度,是目前亟待解决的问题。本文针对距离与多普勒模糊存在时微弱目标的跟踪问题,研究了解模糊的多帧联合检测技术算法,具体如下:1、针对多重频雷达体制下获得的模糊量测,分析了传统方法的问题和难点。提出了一种点迹解模糊的MF-TBD算法。该方法能够在尽可能降低第一门限进行解模糊的同时,利用多帧联合检测与跟踪技术对虚警的抑制能力,达到对微弱目标的有效跟踪。2、针对点迹解模糊MF-TBD算法复杂度高的问题,提出了一种短航迹序列解模糊MF-TBD算法。并且,在此算法中还设计了一项降低其复杂度的跨边界搜索准则。该算法可有效实现对微弱目标航迹的跟踪,并且极大地减少了算法复杂度。3、针对点迹解模糊MF-TBD算法中目标回波利用率低的问题,提出了一种多重频多帧联合解模糊MF-TBD算法,通过引入距离和多普勒模糊因子,实现对帧间及帧内多重频的量测数据的联合积累,极大地提高了算法检测性能。以上所提的各算法均与传统方法的仿真性能进行了对比,实验结果证明所提算法的有效性。