Keystne变换实现方法研究.doc

Keystone变换实现方法研宄 在传统PD雷达中，当相干积累时间 较长或信号带宽很大，目标运动速度很高时，回波会 出现越距离单元走动，从而影响雷达探测目标的性能。 Keystone变换是校正脉冲回波距离走动的常用方法。 在此研宄了 Keystone变换的3种常用实现方法，通过 仿真分析验证了算法的有效性，找出了低复杂度算法， 对工程实现具有一定的参考意义。 关键词：PD雷达；越距离单元走动；Keystone 变换；运算量 :TN95-34 :A : 1004-373X(2011)24-0133-04 Implementation Methods of Keystone Transform NING Na, HAO Feng-yu (China Airborne Missile Academy, Luoyang 471009, China) Abstract： In conventional PD radar, when the coherent accumulation time is long, or when signal bandwideth is wide and the target velocity is high, the echo may occur the migration through resolution cell. In this case, the property of radar to detect targets may be affected. Keystone transform is the common method to correct the migration through resolution cell. Three habitually used methods to implement Keystone transform are studied. The algorithms validity is confirmed by simulation analysis. The algorithm with low complexity was found. It has a certain conferece significance to the engineering implementation. Keywords： PD radar; migration through resolution cell; Keystone transform; calculation quantity 0引言 根据传统PD雷达的设计原则，在相参积累时间 内，目标的距离走动不能超过半个距离分辨单元。当 相干积累时间较长或信号带宽很大，目标运动速度很 高时，这一要求往往不能得到满足。因此，脉冲回波 出现越距离单元走动，是影响雷达探测性能的主要因 素。宽带雷达常采用Keystone变换校正越距离单元走 动［1-3］，近年来已有不少学者研究了将Keystone变 换应用于PD雷达长时间相干积累时，脉冲回波的越 距离单元走动的校正［4-7］。本文在详细分析Keystone 变换原理的基础上，给出了三种具体算法，通过对这 三种算法的仿真分析，找出了低复杂度变换算法。 1 Keystone变换原理 PD雷达的回波支撑域是一个二维平面，平面的 坐标轴分别是快时间（即脉内时间）和慢时间（即脉 间时间）。在快时域进行傅立叶变换，将回波变换到平 面，所谓Keystone变换，就是进行变量代换，即： tm=fc/（fc+f）= t m 这个变换使f-tm平面上的矩形支撑域在f- t m 平面上变成一个倒梯形，如图1所示。因为这种倒梯 形和所谓Keystone （即楔石形）形状相似，Keystone 变换因此得名。可见，Keystone变换实际上是一种对 tm轴的伸缩变换，伸缩幅度与频率有关，高频拉伸幅 度较大。 2 Keystone变换三种实现算法 2.1 DFT+IFFT 算法 设虚拟慢时间t m离散采样的顺序以m表示， 并设其采样的总数也为M，与Tm相对应的虚拟离散 多普勒域采样点的顺序以k表示，其总数为K (K =K=M)。可见，rr/与m，以及k与k虽然同样以整 数值表示，但它们的尺度是不同的，且在不同的I (即 不同的f)有不同的尺度关系。 从S(l,m)得到S(l,m)的过程，就是Keystone变 换的过程，需要两步来完成，如下所示：S(l、m卜S(l,k DFTIDFT式中k为m相对应的离散多普勒域。 值得指出的是：前一个变换的时、频域之间具有不同 的尺度，所以傅里叶变换不能用FFT，只能用DFT的 定义对各个k的值逐个进行计算；后一个傅里叶变 换可以采用 FFT，即:S(l，k