在距离多普勒处理中使用Keystone变换进行距离徙动校正

常规的距离多普勒处理采集相干处理时间(CPI)内快时间/慢时间数据，并对所有距离单元的做慢时间维的离散傅里叶变换(DFT)，形成距离多普勒矩阵。

目标在CPI内处理时需要保持在同一个距离单元内。

在这种情况下，所有的目标检测信息将在同一个距离单元内，然后在慢时间进行一维DFT将产生一个良好分辨的多普勒频谱。



如果目标在相干处理间隔内不是稳定在一个距离单元内，则会发生距离徙动。

目标多普勒特征将在距离与多普勒维度产生模糊。这里的图像模糊是因为部分目标特征峰出现在不止一个距离单元上。

多普勒维的图像模糊是因为任何一个距离单元只包含了部分目标特征峰。

由于给定距离单元内的多普勒分辨率与该距离单元内的信号持续时间成反比，持续时间的缩短将会降低多普勒分辨率(拓宽了主瓣)。



快速移动目标的距离徙动现象显然更加严重。宽带系统具有精细的距离分辨率，因此距离单元之间的间隔将变得更小，所以给定的位移将跨越更多的距离单元，由此可得宽带系统中的距离徙动现象更为严重。

距离徙动的主要影响因素包括目标的运动速度、雷达的工作频率、雷达与目标的相对位置等等。在实际的雷达信号处理中，需要对距离徙动进行校正，以提高雷达的定位精度。

多普勒处理是雷达信号处理的一个重要环节，它是指根据雷达回波的多普勒频移来确定目标的速度和方位。

在实际应用中，由于雷达的工作环境复杂多变，目标的运动速度和方向也会不断变化，这就导致了多普勒频谱中的距离徙动，进而影响了雷达目标的检测和定位精度。为了解决这个问题，就需要进行距离徙动校正。



上图是三个点目标采用Keystone变换之前的距离-多普勒频谱，从中可以看出零速度目标频谱聚焦良好，另外两个目标产生模糊，模糊程度随速度的增加而增加(更多的距离徙动)。

Keystone变换则是一种有效的距离徙动校正方法，它的基本原理是将多普勒频谱中的距离徙动转化为时间徙动，然后通过时间徙动校正来消除距离徙动的影响。

具体来说，Keystone变换首先将原始的多普勒频谱转化为Keystone频谱，然后再对Keystone频谱进行时间徙动校正，最后得到校正后的多普勒频谱。



上图是应用了Keystone变换的结果，可见每个目标的特征值已重新对齐到单一的距离单元，尽管各目标速度不同，但从图中可以看到距离-多普勒频谱在距离维度和多普勒维都具有良好的分辨率。

通过Keystone变换，可以有效地消除多普勒频谱中的距离徙动，提高雷达目标检测和定位的精度。

因此，Keystone变换在距离多普勒处理中有着广泛的应用。











审核编辑：刘清