CN110275159B - 一种低小慢飞行器径向速度获得方法及装置 - Google Patents

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CN110275159B CN201910485771.7A CN201910485771A CN110275159B CN 110275159 B CN110275159 B CN 110275159B CN 201910485771 A CN201910485771 A CN 201910485771A CN 110275159 B CN110275159 B CN 110275159B
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Abstract

本发明公开了一种低小慢飞行器径向速度获得方法及装置通过构建速度‑分数域频率图谱，该方法不通过多频谱估计目标速度,而是在构建的速度‑分数域频率图谱中,对应不同分数域频率下,通过CFAR(恒虚警概率)检测峰值即认为是运动目标,其径向速度即对应的速度域坐标)，因此本发明能够简单有效的获得低小慢飞行器的径向速度；提出了通过速度补偿+回波累积的方法,有效抑制地面多径信号和噪声干扰，提高了径向速度获得的准确率。

Description

一种低小慢飞行器径向速度获得方法及装置
技术领域
本发明涉及飞行器径向速度获得方法及装置，具体涉及一种低小慢飞行器径向速度获得方法及装置。
背景技术
无人机等低小慢飞行器已经广泛应用于军事、工农业生产以及人们的日常生活中，其中低小慢飞行器是指雷达散射截面(RCS)小、速度慢、高度低的飞行器，同时由于缺乏广泛的执法监督和有效的行动侦测系统，大量无人驾驶飞行器的滥用可能导致一系列严重的犯罪行为，如稳私侵犯、非法侦察、危及公共安全、非法走私以及爆炸物部署等。因此，在军事禁区、机场、港口等重要场所对无人机进行有效探测是重要而紧迫的问题。
雷达系统可在全天候和光照条件下具有目标远程感知能力，同时对目标距离和速度等状态参数进行估计，然而，由于无人机具有雷达散射截面(RCS)小、速度慢、高度低等典型特征，易受地杂波、无线电波等杂波信号的干扰，导致雷达难以有效探测的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低小慢飞行器径向速度获得方法及装置，用以解决现有技术中的方法和装置无法获得低小慢飞行器径向速度的问题。
为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
一种低小慢飞行器径向速度获得方法，用于获得每个待探测的低小慢飞行器的径向速度，按照以下步骤执行：
步骤1、向多个待探测目标发射探测雷达信号，获得每个待探测目标的多条原始回波信号；
所述的原始回波信号包括待探测目标回波信号、地物多径信号以及杂波信号；
步骤2、对每个待探测目标的每条原始回波信号依次进行低噪放大处理、带通滤波处理、射频采样处理以及数字下变频处理，获得每个待探测目标的多条基带回波信号；
步骤3、根据每个待探测目标的多条基带回波信号，采用式I获得每个待探测目标在速度vk时的分数域频率
Figure GDA0002161227680000021
K为速度的总数，K为大于1的整数，vk的单位为m/s，
Figure GDA0002161227680000022
的单位为Hz：
Figure GDA0002161227680000023
其中，L为在速度vk下的累积基带回波信号总条数，L为正整数，L＝round((p+fix(vk/10))*c/(2*vk*fc*Tr))，式中,p为增加倍数，3≤p≤6，fc为探测雷达信号载波频率，单位为GHz，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us，round(·)表示四舍五入,c为光速，单位为m/s，fix(·)表示取整数，φ(l,vk)为第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子，l＝1,2,…,L，
Figure GDA0002161227680000024
为第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sn表示第n个待探测目标的基带回波信号，n＝1,2,…,N，N为待探测目标个数，N为正整数，
Figure GDA0002161227680000025
为第m个地物产生的多径信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sm为第m个地物产生的多径信号，m＝1,2,…,M，M为地物的总数，M为大于等于0的整数，
Figure GDA0002161227680000031
为杂波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值；
重复本步骤，直至获得每个待探测目标在速度区间[Vmin,Vmax]中每个速度对应的分数域频率，Vmin与Vmax均不等于0，Vmin与Vmax的单位均为m/s；
步骤4、将步骤3获得的每个待探测目标的多个速度对应的分数域频率进行图形化，获得每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)；
步骤5、在所述的每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
进一步地，在所述的步骤3中获得第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值时，分数阶傅里叶变换阶数为
Figure GDA0002161227680000032
κl为第l条基带回波信号的调频率。
进一步地，在所述的步骤3中采用式II获得第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子：
Figure GDA0002161227680000033
其中，λl为第l条基带回波信号载波的波长，单位为m，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us。
进一步地，所述的步骤5中采用恒虚警概率检测方法在每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
一种低小慢飞行器径向速度获得装置，包括回波信号获得模块以及回波信号处理模块，，还包括分数域频率获得模块、分数域频率图形化模块以及径向速度获得模块；
所述的回波信号获得模块用于向多个待探测目标发射探测雷达信号，获得每个待探测目标的多条原始回波信号；所述的原始回波信号包括待探测目标回波信号、地物多径信号以及杂波信号；
所述的回波信号处理模块用于对每个待探测目标的每条原始回波信号依次进行低噪放大处理、带通滤波处理、射频采样处理以及数字下变频处理，获得每个待探测目标的多条基带回波信号；
所述的分数域频率获得模块用于根据每个待探测目标的多条基带回波信号，采用式I获得每个待探测目标在速度vk时的分数域频率
Figure GDA0002161227680000041
vk的单位为m/s，
Figure GDA0002161227680000042
的单位为Hz，k＝1,2,...,K，K为速度的总数，K为大于1的整数：
Figure GDA0002161227680000043
其中，L为在速度vk下的累积基带回波信号总条数，L为正整数，L＝round((p+fix(vk/10))*c/(2*vk*fc*Tr))，式中,p为增加倍数，3≤p≤6，fc为探测雷达信号载波频率，单位为GHz，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us，round(·)表示四舍五入,c为光速，单位为m/s，fix(·)表示取整数，φ(l,vk)为第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子，l＝1,2,…,L，
Figure GDA0002161227680000051
为第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sn表示第n个待探测目标的基带回波信号，n＝1,2,…,N，N为待探测目标个数，N为正整数，
Figure GDA0002161227680000052
为第m个地物产生的多径信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sm为第m个地物产生的多径信号，m＝1,2,…,M，M为地物的总数，M为大于等于0的整数，
Figure GDA0002161227680000053
为杂波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值；
还用于重复采用式I获得每个待探测目标在速度区间[Vmin,Vmax]中每个速度对应的分数域频率，Vmin与Vmax均不等于0，Vmin与Vmax的单位均为m/s；
所述的分数域频率图形化模块用于将获得的每个待探测目标的多个速度对应的分数域频率进行图形化，获得每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)；
所述的径向速度获得模块用于在所述的每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
进一步地，在所述的分数域频率获得模块中获得第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值时，分数阶傅里叶变换阶数为
Figure GDA0002161227680000054
κl为第l条基带回波信号的调频率。
进一步地，在所述的分数域频率获得模块中采用式II获得第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子：
Figure GDA0002161227680000061
其中，λl为第l条基带回波信号载波的波长，单位为m，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us。
进一步地，在所述的径向速度获得模块中采用恒虚警概率检测方法在每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
本发明与现有技术相比具有以下技术效果：
1、本发明提供的一种低小慢飞行器径向速度获得方法及装置通过构建速度-分数域频率图谱，该方法不通过多频谱估计目标速度,而是在构建的速度-分数域频率图谱中,对应不同分数域频率下,通过检测峰值即认为是运动目标,其径向速度即对应的速度域坐标，因此本发明能够简单有效的获得低小慢飞行器的径向速度；
2、本发明提供的一种低小慢飞行器径向速度获得方法及装置提出了通过速度补偿+回波累积的方法,有效抑制地面多径信号和噪声干扰，提高了径向速度获得的准确率。
附图说明
图1为本发明的一个实施例中提供的第一个待探测目标的速度-分数域频率图谱；
图2为本发明的一个实施例中提供的第二个待探测目标的速度-分数域频率图谱；
图3为本发明的一个实施例中提供的又一个待探测目标的速度-分数域频率图谱。
具体实施方式
在本实施例中公开了一种低小慢飞行器径向速度获得方法。
方法按照以下步骤执行：
步骤1、向多个待探测目标发射探测雷达信号，获得每个待探测目标的多条原始回波信号；
所述的原始回波信号包括待探测目标回波信号、地物多径信号、杂波信号以及系统噪声；
在本步骤中，雷达接收到的回波由目标回波、地物多径信号、杂波(由电视、电台、手机等的信号复合)以及系统噪声组成。
步骤2、对每个待探测目标的每条原始回波信号依次进行低噪放大处理、带通滤波处理、射频采样处理以及数字下变频处理，获得每个待探测目标的多条基带回波信号；
在本步骤中，经过低噪声放大器、带通滤波器、射频采样和数字下变频处理，雷达系统接收到的基带信号可表示如下：
Figure GDA0002161227680000071
式中，t表示时间，sn表示第n个目标的回波，sm表示第m个地物产生的多径信号，si表示杂波信号，可认为服从正态分布，即
Figure GDA0002161227680000073
ns表示系统噪声，通常可认为近似服从正态分布
Figure GDA0002161227680000072
可认为杂波与系统噪声是相互独立。
对于机动性较低的无人机，可假设在相干处理间隔内，目标在径向上作匀速运动，因此，目标回波信号可表示为：
Figure GDA0002161227680000081
式中，
Figure GDA0002161227680000082
表示t时间第n个目标的距离，
Figure GDA0002161227680000083
是第n个目标的初始距离，v是目标径向运动速度，l是回波序号，t是快时间，tl是慢时间，Tr是脉冲重复周期，c是光速，j是虚数单位。
对于多径回波信号，其在相干处理周期内的时延可认为是固定不变的，其回波形式可表示为：
Figure GDA0002161227680000084
式中，
Figure GDA0002161227680000085
是第m个固定地物目标的距离。
因此，雷达接收的基带回波信号可表示为：
Figure GDA0002161227680000086
式中，
Figure GDA0002161227680000087
表示初始时延，
Figure GDA0002161227680000088
表示由于目标运动导致的时延，
Figure GDA0002161227680000089
表示固定时延，sin(t)＝si(t)+ns(t)统称为干扰信号，服从正态分布，即sin∈N(0,δ2)，其中
Figure GDA00021612276800000810
步骤3、根据每个待探测目标的多条基带回波信号，采用式I获得每个待探测目标在速度vk时的分数域频率
Figure GDA00021612276800000811
K为速度的总数，K为大于1的整数：
Figure GDA00021612276800000812
其中，L为在速度vk下的累积基带回波信号总条数，L为正整数，L＝round((p+fix(vk/10))*c/(2*vk*fc*Tr))，式中,p为增加倍数，3≤p≤6，fc为探测雷达信号载波频率，单位为GHz，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us，round(·)表示四舍五入,c为光速，单位为m/s，fix(·)表示取整数，φ(l,vk)为第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子，l＝1,2,…,L，
Figure GDA0002161227680000091
为第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sn表示第n个待探测目标的基带回波信号，n＝1,2,…,N，N为待探测目标个数，N为正整数，
Figure GDA0002161227680000092
为第m个地物产生的多径信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sm为第m个地物产生的多径信号，m＝1,2,…,M，M为地物的总数，M为大于等于0的整数，
Figure GDA0002161227680000093
为杂波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值；
重复本步骤，直至获得每个待探测目标在速度区间[Vmin,Vmax]中每个速度对应的分数域频率，Vmin与Vmin均不等于0；
在本实施例中，速度区间[Vmin,Vmax]中每个速度可以是以1m/s作为步长，也可以是以10m/s作为步长，还可以是以0.1m/s作为步长，本发明在此不做限制，只要能实现最终的速度估计即可。
在本实施例中，利用式I分析,通过分数阶傅里叶变换后,在运动目标回波形成的峰值处可能还存在地物多径回波形成的峰值和杂波干扰的影响,该公式的列举主要是说明怎么抑制多径回波形成的峰值和杂波干扰的问题,从而突出运动目标的回波,也就是说如果使公式I的后两项为零,即可突出目标的回波,通过峰值检测就可提取目标。
可选地，在步骤3中获得第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值时，对第l条基带回波信号进行分数阶傅里叶变换，其中变换阶数为
Figure GDA0002161227680000094
κl为第l条基带回波信号的调频率。
在本实施例中，通过设定了分数阶傅里叶变化阶数，使得峰值获得的更为准确，能够有效抑制地面多径信号和噪声干扰，提高了径向速度获得的准确率。
可选地，在步骤3中采用式II获得第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子：
Figure GDA0002161227680000101
其中，λl为第l条基带回波信号载波的波长，单位为m，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us。
在本实施例中，通过设定了径向速度补偿因子，采用了速度补偿+回波累积的方法,有效抑制地面多径信号和噪声干扰，提高了径向速度获得的准确率。
步骤4、将步骤3获得的每个待探测目标的多个速度对应的分数域频率进行图形化，获得每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)；
步骤5、在所述的每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
优选地，所述的步骤5中采用恒虚警概率检测方法在每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
在本实施例中，以某雷达探测无人机目标为例，雷达载波频率fc＝1.33GHz，脉冲持续时间T＝8us，脉冲重复间隔Tr＝280us，发射LFM信号带宽B＝2MHz，采样频率fs＝2.5MHz，每条脉冲采样点数为700，目标距离约为R0＝2.5km，目标速度约为v0＝2.3m/s，雷达回波中存在强的地杂波干扰，通过本实施例提供的方法处理，速度步长为1m/s，可迅速检测出运动目标，待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)如图1所示，并且可直接得到速度估计值为2.5m/s。
实施例二
一种低小慢飞行器径向速度获得装置，包括回波信号获得模块以及回波信号处理模块，还包括分数域频率获得模块、分数域频率图形化模块以及径向速度获得模块；
所述的回波信号获得模块用于向多个待探测目标发射探测雷达信号，获得每个待探测目标的多条原始回波信号；所述的原始回波信号包括待探测目标回波信号、地物多径信号、杂波信号以及系统噪声；
所述的回波信号处理模块用于对每个待探测目标的每条原始回波信号依次进行低噪放大处理、带通滤波处理、射频采样处理以及数字下变频处理，获得每个待探测目标的多条基带回波信号；
所述的分数域频率获得模块用于根据每个待探测目标的多条基带回波信号，采用式I获得每个待探测目标在速度vk时的分数域频率
Figure GDA0002161227680000111
vk的单位为m/s，
Figure GDA0002161227680000112
的单位为Hz：
Figure GDA0002161227680000113
其中，L为在径向速度vk下的累积基带回波信号总条数，L为正整数，L＝round((p+fix(vk/10))*c/(2*vk*fc*Tr))，式中,p为增加倍数，3≤p≤6，fc为探测雷达信号载波频率，单位为GHz，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us，round(·)表示四舍五入,c为光速，单位为m/s，fix(·)表示取整数，φ(l,vk)为第l条基带回波信号在径向速度vk下的补偿因子，l＝1,2,…,L，
Figure GDA0002161227680000121
为第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sn表示第n个待探测目标的基带回波信号，n＝1,2,…,N，N为待探测目标个数，N为正整数，
Figure GDA0002161227680000122
为第m个地物产生的多径信号，sm为第m个地物产生的多径信号，m＝1,2,…,M，M为地物的总数，M为大于等于0的整数；
还用于重复采用式I获得每个待探测目标在径向速度区间[Vmin,Vmax]中每个径向速度对应的分数域频率，Vmin与Vmax均不等于0，Vmin与Vmax的单位均为m/s；
所述的分数域频率图形化模块用于将获得的每个待探测目标的多个速度对应的分数域频率进行图形化，获得每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)；
所述的径向速度获得模块用于在所述的每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
可选地，在所述的分数域频率获得模块中获得第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值时，对第l条基带回波信号进行分数阶傅里叶变换，其中变换阶数为
Figure GDA0002161227680000123
κl为第l条基带回波信号的调频率。
可选地，在所述的分数域频率获得模块中采用式II获得第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子：
Figure GDA0002161227680000131
其中，λl为第l条基带回波信号载波的波长，单位为m，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us。
可选地，在所述的径向速度获得模块中采用恒虚警概率检测方法在每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
实施例三
在本实施例中对本发明提供的一种低小慢飞行器径向速度获得方法及装置进行仿真试验，雷达载波频率fc＝2.4GHz，脉冲持续时间T＝8us，脉冲重复间隔Tr＝200us，LFM信号带宽B＝8MHz，采样频率fs＝10MHz，信噪比SNR＝10dB，信杂比SCR＝-10dB，仿真过程不考虑天线增益以及天线对杂波的抑制作用，设定回波数据包括两个运动目标、两个多径回波、杂波信号和噪声，运动目标的初始距离Rn10＝13.81km，Rn20＝28.24km，两个固定地物距离Rm10＝5km，Rm20＝25km，径向速度v1＝13.53m/s,v2＝-4.28m/s，取定速度区间为[-50,-1]和[1,50]，速度步长为1m/s，第一个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)如图2所示，第二个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)如图3所示，通过峰值搜索，速度估计分别为-5m/s和14m/s。
从以上仿真结果可知，速度-分数域图谱P(v,u)中，多径信号得到了很好的抑制，并且在同一分数域上，峰值对应的速度即为目标径向速度的估计值。

Claims (8)

1.一种低小慢飞行器径向速度获得方法，用于获得每个待探测的低小慢飞行器的径向速度，其特征在于，按照以下步骤执行：
步骤1、向多个待探测目标发射探测雷达信号，获得每个待探测目标的多条原始回波信号；
所述的原始回波信号包括待探测目标回波信号、地物多径信号以及杂波信号；
步骤2、对每个待探测目标的每条原始回波信号依次进行低噪放大处理、带通滤波处理、射频采样处理以及数字下变频处理，获得每个待探测目标的多条基带回波信号；
步骤3、根据每个待探测目标的多条基带回波信号，采用式I获得每个待探测目标在速度vk时的分数域频率
Figure FDA0002431342650000011
K为速度的总数，K为大于1的整数，vk的单位为m/s，
Figure FDA0002431342650000012
的单位为Hz：
Figure FDA0002431342650000013
其中，L为在速度vk下的累积基带回波信号总条数，L为正整数，L＝round((p+fix(vk/10))*c/(2*vk*fc*Tr))，式中,p为增加倍数，3≤p≤6，fc为探测雷达信号载波频率，单位为GHz，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us，round(·)表示四舍五入,c为光速，单位为m/s，fix(·)表示取整数，φ(l,vk)为第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子，l＝1,2,…,L，
Figure FDA0002431342650000014
为第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sn表示第n个待探测目标的基带回波信号，n＝1,2,…,N，N为待探测目标个数，N为正整数，
Figure FDA0002431342650000015
为第m个地物产生的多径信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sm为第m个地物产生的多径信号，m＝1,2,…,M，M为地物的总数，M为大于等于0的整数，
Figure FDA0002431342650000021
为杂波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值；
重复本步骤，直至获得每个待探测目标在速度区间[Vmin,Vmax]中每个速度对应的分数域频率，Vmin与Vmax均不等于0，Vmin与Vmax的单位均为m/s；
步骤4、将步骤3获得的每个待探测目标的多个速度对应的分数域频率进行图形化，获得每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)；
步骤5、在所述的每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
2.如权利要求1所述的低小慢飞行器径向速度获得方法，其特征在于，在所述的步骤3中
Figure FDA0002431342650000022
为第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，其中分数阶傅里叶变换阶数为
Figure FDA0002431342650000023
κl为第l条基带回波信号的调频率。
3.如权利要求1所述的低小慢飞行器径向速度获得方法，其特征在于，在所述的步骤3中采用式II获得第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子：
Figure FDA0002431342650000024
其中，λl为第l条基带回波信号载波的波长，单位为m，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us。
4.如权利要求1所述的低小慢飞行器径向速度获得方法，其特征在于，所述的步骤5中采用恒虚警概率检测方法在每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
5.一种低小慢飞行器径向速度获得装置，包括回波信号获得模块以及回波信号处理模块，其特征在于，还包括分数域频率获得模块、分数域频率图形化模块以及径向速度获得模块；
所述的回波信号获得模块用于向多个待探测目标发射探测雷达信号，获得每个待探测目标的多条原始回波信号；所述的原始回波信号包括待探测目标回波信号、地物多径信号以及杂波信号；
所述的回波信号处理模块用于对每个待探测目标的每条原始回波信号依次进行低噪放大处理、带通滤波处理、射频采样处理以及数字下变频处理，获得每个待探测目标的多条基带回波信号；
所述的分数域频率获得模块用于根据每个待探测目标的多条基带回波信号，采用式I获得每个待探测目标在速度vk时的分数域频率
Figure FDA0002431342650000031
vk的单位为m/s，
Figure FDA0002431342650000032
的单位为Hz，k＝1,2,...,K，K为速度的总数，K为大于1的整数：
Figure FDA0002431342650000033
其中，L为在速度vk下的累积基带回波信号总条数，L为正整数，L＝round((p+fix(vk/10))*c/(2*vk*fc*Tr))，式中,p为增加倍数，3≤p≤6，fc为探测雷达信号载波频率，单位为GHz，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us，round(·)表示四舍五入,c为光速，单位为m/s，fix(·)表示取整数，φ(l,vk)为第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子，l＝1,2,…,L，
Figure FDA0002431342650000041
为第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sn表示第n个待探测目标的基带回波信号，n＝1,2,…,N，N为待探测目标个数，N为正整数，
Figure FDA0002431342650000042
为第m个地物产生的多径信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，sm为第m个地物产生的多径信号，m＝1,2,…,M，M为地物的总数，M为大于等于0的整数，
Figure FDA0002431342650000043
为杂波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值；
还用于重复采用式I获得每个待探测目标在速度区间[Vmin,Vmax]中每个速度对应的分数域频率，Vmin与Vmax均不等于0，Vmin与Vmax的单位均为m/s；
所述的分数域频率图形化模块用于将获得的每个待探测目标的多个速度对应的分数域频率进行图形化，获得每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)；
所述的径向速度获得模块用于在所述的每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
6.如权利要求5所述的低小慢飞行器径向速度获得装置，其特征在于，在所述的分数域频率获得模块中
Figure FDA0002431342650000044
为第n个待探测目标的第l条基带回波信号经分数阶傅里叶变换后的峰值，其中分数阶傅里叶变换阶数为
Figure FDA0002431342650000051
κl为第l条基带回波信号的调频率。
7.如权利要求5所述的低小慢飞行器径向速度获得装置，其特征在于，在所述的分数域频率获得模块中采用式II获得第l条基带回波信号在速度vk下的补偿因子：
Figure FDA0002431342650000052
其中，λl为第l条基带回波信号载波的波长，单位为m，Tr为探测雷达信号脉冲重复间隔，单位为us。
8.如权利要求5所述的低小慢飞行器径向速度获得装置，其特征在于，在所述的径向速度获得模块中采用恒虚警概率检测方法在每个待探测目标的速度-分数域频率图谱P(v,u)中寻找分数域频率最大值对应的速度，将所述的最大值对应的速度作为待探测目标的径向速度，获得每个待探测目标的径向速度。
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