[发明专利]一种基于自适应Chirp分解的SAR动目标检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于自适应Chirp分解的SAR动目标检测方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar-SAR)是一种高分辨率、二维成像雷达，它借助于脉冲压缩技术实现距离维的高分辨，方位向的高分辨则通过合成孔径实现。继常规成像技术深入发展之后，其对运动目标的检测已成为当前SAR技术研究的一个主要方面。

地面运动目标回波可以近似线性调频信号(Chirp信号)，因此可以认为对地面运动目标的检测是在噪声和杂波背景下的线性调频信号的检测。考虑到线性调频信号在时频域内良好的聚集性可以使用参数估计的时频方法，如Radon-Wigner变换(RWT)，Radon-Ambiguity变换(RAT)，分数阶傅立叶变换(FRFT)。其中Wigner-Ville分布(WVD)与Radon变换(又称为Hough变换)相结合是现在线性调频信号检测和参数估计中最常用的一种方法，能够得到比较理想的效果。但是WVD只有在单一目标的情况下才具有比较理想的性能，在多目标情况下信号间交叉项的干扰很严重，从而导致弱信号被淹没。为了克服交叉项的干扰，人们提出了多种基于科恩类时频分布的改进方法，但都是以牺牲时频聚集性为代价，降低了参数估计的精度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有WVD技术对多目标参数估计不准确的问题，而提出一种基于自适应Chirp分解的SAR动目标检测方法。

一种基于自适应Chirp分解的SAR动目标检测方法具体过程为：

步骤一、对SAR回波进行预处理，得到预处理结果；

步骤二、对预处理结果进行自适应chirp分解，得到分解结果；

步骤三、根据分解结果进行时频重构，得到时频重构结果；

步骤四、根据重构结果对目标进行检测，得到检测目标结果；

所述，SAR为合成孔径雷达，chirp为线性调频信号。

本发明的有益效果为：

本发明提出的基于自适应Chirp分解的SAR运动目标检测方法，可以实现对多个目标的检测。当信噪比大于临界值时，对信噪比不敏感，检测估值结果稳定，且对弱信号具有一定的检测能力。

常用的Wigner-Ville分布的信号检测在多目标情况下交叉项很严重，对弱目标的检测十分不利。本发明提出的自适应Chirp分解方法能够在一定条件下，实现对噪声干扰不敏感的多运动目标检测和调频参数估计，其对弱信号的检测能力大大优于Wigner-Ville分布。本发明同样实现了对其检测、估值的任务。在多目标处理中抗噪声干扰的能力要次于单目标情况，主要原因是信号间彼此影响造成算法对检测环境要求的提高。在本试验条件下，临界信噪比为-2dB，当信噪比小于-2dB时无法正确检测出全部目标。同时，算法收敛速度很快，易于硬件实现在工程实用具有重要的意义，是一种可以应用在机载SAR运动目标检测中的好方法。

附图说明

图1为运动目标的SAR几何特性示意图；

图2为单目标信号的Wigner-Ville分布示意图，Wigner-Ville分布为一种信号频率随时间的表示方法；

图3为单目标信号自适应chirp分解重构结果示意图；

图4为多目标信号Wigner-Ville分布示意图；

图5为多目标信号自适应chirp分解重构结果示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种基于自适应Chirp分解的SAR动目标检测方法具体过程为：

步骤一、对SAR回波进行预处理，得到预处理结果；

步骤二、对预处理结果进行自适应chirp分解，得到分解结果；

步骤三、根据分解结果进行时频重构，得到时频重构结果；

步骤四、根据重构结果对目标进行检测，得到检测目标结果；

所述，SAR为合成孔径雷达，chirp为线性调频信号。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述步骤一中对SAR回波进行预处理，得到预处理结果；具体过程为：

以地面坐标系(x-y-z)为参考坐标系，不考虑地球自转，图1画出了运动目标的SAR几何特性。