高速机动目标雷达信号处理：预失配速度补偿方法

"大时宽带宽积信号匹配滤波研究 (2013年)，作者：王启智，发表于《空军预警学院学报》2013年第4期，中国电子科技集团公司第38研究所" 在雷达信号处理领域，大时宽带宽积信号的匹配滤波是一项关键的技术，尤其对于高速机动目标的检测。高速目标在雷达的观察时间内往往跨越多个距离单元，这给能量的相关积累带来了挑战，因为能量不再集中在单一的距离单元上，从而降低了检测能力。针对这一问题，王启智的研究对大时宽高速机动目标的雷达回波信号进行了深入建模。 文章首先探讨了拉伸效应和加速度对匹配滤波的影响。拉伸效应是由于目标的高速运动导致信号在时间域内的展宽，而加速度则会使这种拉伸随时间变化，进一步影响匹配滤波的效果。传统的速度补偿方法仅能补偿因多普勒频移引起的能量损失，但无法解决由目标跨越距离单元造成的相位失配问题。 为解决这个问题，研究提出了一种预失配速度补偿的新方法。这种方法旨在预先估计并补偿目标在不同距离单元间的相位失配，从而实现有效的相参积累，即便目标在不同距离单元间移动，也能保持良好的检测性能。仿真结果和实际数据的分析表明，该新方法能显著提高雷达对高速机动目标的检测能力，验证了其有效性。 匹配滤波是雷达信号处理中的核心概念，它通过设计一个与预期信号形状匹配的滤波器，使得信号在最佳匹配点达到最大的峰值，从而提高信噪比和检测概率。然而，对于高速机动目标，传统的匹配滤波方法可能无法提供理想的性能。因此，预失配速度补偿方法的提出，为高速目标的雷达检测提供了新的思路和解决方案。 此外，大时宽信号设计的主要目的是提高雷达的探测距离和速度分辨率。大带宽确保了较高的距离分辨率，而大时宽则延长了信号照射目标的时间，增加了平均功率，这对于探测远距离、低雷达截面积（RCS）的目标至关重要。然而，随着积累时间的增加，尺寸伸缩效应导致的目标回波跨距离单元损失问题需要得到妥善处理，否则会降低雷达的整体性能。 王启智的研究对雷达信号处理中的一个重要问题提出了创新的解决方案，为雷达系统设计提供了理论支持，特别是在面对高速机动目标时，能够更准确地进行目标检测，提高了雷达系统的作战效能。