本技术涉及雷达目标检测，尤其涉及一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法和系统。
背景技术：
1、超宽带雷达相较传统窄带雷达因其具有更远的探测距离、更高的检测精度及更好的距离分辨率，已逐渐成为推动雷达发展与应用的不可或缺的动力之一，同时也是近现代雷达研发领域最热门的发展方向之一。现有的超宽带雷达目标检测方法可分为相参积累检测和非相参积累检测两大类。相参累加检测器的不足之处在于其对先验信息的显著依赖性。当初步信息估计不准确时，会导致其检测性能下降；非相参积累检测器尽管对先验信息的依赖较小，但仍需与目标特征进行匹配。另外，目标雷达散射截面积会随目标视角变化有较大起伏，将导致目标检测稳定性差。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法和系统，能够提高目标检测的稳定性。
2、为实现上述目的，本技术实施例的一方面提出了一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法，包括以下步骤：
3、根据超宽带雷达入射到目标的电磁波幅度和所述目标的回波幅度得到雷达散射截面积；
4、构建单脉冲宽带目标回波模型，进而将所述单脉冲宽带目标回波模型转换为全数字阵模型；
5、当所述超宽带雷达发射电磁波的载波频率小于或等于雷达宽带，通过所述全数字阵模型进行目标距离域的相参积累；
6、当所述超宽带雷达发射电磁波的载波频率大于雷达宽带，将所述全数字阵模型中的全数字阵转换为子阵域，得到目标子阵，进而根据所述目标子阵对所述雷达散射截面积进行重构，并通过波束扫描得到宽带目标最大增益，完成目标距离域的相参积累。
7、在一些实施例中，所述根据超宽带雷达入射到目标的电磁波幅度和所述目标的回波幅度得到雷达散射截面积这一步骤，其具体包括：
8、确定所述超宽带雷达入射到所述目标的所述电磁波幅度，并根据所述电磁波幅度得到所述回波幅度；
9、根据所述回波幅度得到第一目标频域传递函数，进而根据所述目标到所述超宽带雷达的距离对所述第一目标频域传递函数进行处理，得到第二目标频域传递函数；
10、根据所述第二目标频域传递函数得到所述雷达散射截面积。
11、在一些实施例中，所述构建单脉冲宽带目标回波模型这一步骤，其具体包括：
12、将所述超宽带雷达的发射波形作为矩形脉冲，得到第一目标回波模型；
13、获取各目标散射点到所述超宽带雷达的斜距，进而根据所述斜距得到所述超宽带雷达到第一个所述目标散射点的双程时延和各所述目标散射点到第一个所述目标散射点的双程时延差值；
14、根据所述双程时延和所述双程时延差值计算得到总时延，进而根据所述第一目标回波模型和所述总时延得到第二目标回波模型；
15、将所述第二目标回波模型进行指数项展开，得到所述单脉冲宽带目标回波模型。
16、在一些实施例中，所述将所述单脉冲宽带目标回波模型转换为全数字阵模型这一步骤，其具体包括：
17、将所述单脉冲宽带目标回波模型进行简化和改写，得到第一数学模型；
18、对所述第一数学模型进行模型近似和向量化表示，得到所述全数字阵模型。
19、在一些实施例中，所述全数字阵模型为：
20、s(t)＝[a1s1(t) a2s2(t)…alsl(t)]t
21、
22、其中，s(t)表示所述全数字阵模型，sl(t)表示第l个目标散射点的回波信号，且l＝1,2,...,l，θ0表示目标阵列波束中心，d表示目标散射点间距，al表示第l个目标散射点的回波幅度，t表示快时间，t表示脉冲宽度，c表示光速，r0表示第一个所述目标散射点到所述超宽带雷达的斜距，rl表示第l个所述目标散射点到所述超宽带雷达的斜距。
23、在一些实施例中，所述将所述全数字阵模型中的全数字阵转换为子阵域，得到目标子阵，进而根据所述目标子阵对所述雷达散射截面积进行重构，并通过波束扫描得到宽带目标最大增益，完成目标距离域的相参积累这一步骤，其具体包括：
24、将所述全数字阵模型中的全数字阵进行均匀划分，得到多个子阵；
25、确定总阵元数，进而根据所述总阵元数和目标来波方向得到目标阵列对应的第一导向矢量；
26、根据所述第一导向矢量和预设的扫描角度得到目标阵列对应的第一权矢量；
27、确定各所述子阵包含的阵元数，进而根据所述阵元数得到降维转化矩阵；
28、根据所述降维转化矩阵将所述第一导向矢量从所述全数字阵转换到子阵域，得到所述目标子阵对应的第二导向矢量；
29、根据所述扫描角度和所述第二导向矢量得到所述目标子阵对应的第二权矢量；
30、根据所述第二导向矢量和所述第二权矢量得到所述最大雷达散射截面积；
31、根据所述最大雷达散射截面积得到所述宽带目标最大增益，完成所述目标距离域的相参积累。
32、在一些实施例中，所述根据所述最大雷达散射截面积得到所述宽带目标最大增益，完成所述目标距离域的相参积累这一步骤，其具体包括：
33、根据所述降维转化矩阵将所述单脉冲宽带目标回波模型转换到子阵域，得到目标子阵模型；
34、将预设噪声加入所述目标子阵模型，并根据所述最大雷达散射截面积得到目标子阵回波数据；
35、对所述目标子阵回波数据进行距离维波束形成，得到所述宽带目标最大增益，完成所述目标距离域的相参积累。
36、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累系统，包括：
37、雷达散射截面积构建模块，用于根据超宽带雷达入射到目标的电磁波幅度和所述目标的回波幅度得到雷达散射截面积；
38、全数字阵转换模块，用于构建单脉冲宽带目标回波模型，进而将所述单脉冲宽带目标回波模型转换为全数字阵模型；
39、全带宽相参积累模块，用于当所述超宽带雷达发射电磁波的载波频率小于或等于雷达宽带，通过所述全数字阵模型进行目标距离域的相参积累；
40、部分带宽相参积累模块，用于当所述超宽带雷达发射电磁波的载波频率大于雷达宽带，将所述全数字阵模型中的全数字阵转换为子阵域，得到目标子阵，进而根据所述目标子阵对所述雷达散射截面积进行重构，并通过波束扫描得到宽带目标最大增益，完成目标距离域的相参积累。
41、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序以及用于实现所述处理器和所述存储器之间的连接通信的数据总线，所述程序被所述处理器执行时实现如前面所述的超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法。
42、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，用于计算机可读存储，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如前面所述的超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法。
43、本发明的有益效果是：本发明的超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法和系统，首先构建单脉冲宽带目标回波模型，对于全带宽的超宽带雷达，即超宽带雷达发射电磁波的载波频率不大于雷达宽带，将单脉冲宽带目标回波模型转换到全数字阵模型，进而通过全数字阵多波束对全角度扫描，完成全角度的相参积累；对于部分带宽的超宽带雷达，即超宽带雷达发射电磁波的载波频率大于雷达宽带，把全数字阵转换到子阵域，通过子阵重构出原始目标雷达散射截面积，进而通过子阵多波束对有限角度扫描，持续对目标形成高增益从而获得最大雷达散射截面积，完成有限角度的相参积累。本发明通过对不同带宽条件进行全角度和有限角度的相参积累，能够避免目标雷达散射截面积随目标视角起伏变化大的问题，实现宽带目标距离域的相参积累，提高目标检测的稳定性。
1.一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法，其特征在于，所述根据超宽带雷达入射到目标的电磁波幅度和所述目标的回波幅度得到雷达散射截面积这一步骤，其具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法，其特征在于，所述构建单脉冲宽带目标回波模型这一步骤，其具体包括：
4.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法，其特征在于，所述将所述单脉冲宽带目标回波模型转换为全数字阵模型这一步骤，其具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法，其特征在于，所述全数字阵模型为：
6.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法，其特征在于，所述将所述全数字阵模型中的全数字阵转换为子阵域，得到目标子阵，进而根据所述目标子阵对所述雷达散射截面积进行重构，并通过波束扫描得到宽带目标最大增益，完成目标距离域的相参积累这一步骤，其具体包括：
7.根据权利要求6所述的一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法，其特征在于，所述根据所述最大雷达散射截面积得到宽带目标最大增益，完成所述目标距离域的相参积累这一步骤，其具体包括：
8.一种超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器、处理器、存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序以及用于实现所述处理器和所述存储器之间的连接通信的数据总线，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法的步骤。
10.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，用于计算机可读存储，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至7中任一项所述的超宽带雷达单脉冲目标距离域相参积累方法的步骤。
