[发明专利]基于距离-多普勒图的高频雷达射频干扰区域提取方法

说明书

本发明属于高频雷达射频干扰提取领域，即基于距离‑多普勒(range‑Doppler,RD)图，利用直线检测方法，准确提取射频干扰区域。其主要思路是：首先，将接收的高频雷达信号进行脉冲压缩和多普勒处理得到RD图；其次，通过灰度变换函数将RD图转换为灰度图像；然后，考虑到射频干扰存在被海杂波覆盖的区域，利用LOG算子消除海杂波的对射频干扰的影响；最后利用边缘检测和直线检测准确提取出射频干扰区域，恢复干扰数据，提高干扰抑制算法性能。基于本发明的方法能够准确提取出RD图中高频雷达射频干扰区域，尤其是受海杂波覆盖的射频干扰区域。

技术领域

本发明属于高频雷达射频干扰提取领域，即基于距离-多普勒 (range-Doppler,RD)图，利用图像处理方法提取射频干扰区域，以精确恢复射频干扰数据，提高射频干扰消除算法性能。

背景技术

超视距雷达工作在高频段，因其强大的超视距功能和全天候探测能力已经得到广泛的研究并应用于海洋海态探测、飞机、船舰、导弹等运动目标的持续跟踪。但是其性能容易受到由其它设备发射的同频段射频干扰(radio frequency interference,RFI)的影响。射频干扰信号被雷达接收并经信号处理后，会在RD图上形成直线，影响目标检测和海杂波谱探测，因此射频干扰抑制是高频雷达信号处理必须考虑的问题。

近年来关于高频雷达的射频干扰问题的研究备受关注，例如文献 (张才霞.基于阵列天线空域目标波束形成研究[D].南京航空航天大学,2011.)提出了一种新的空域目标盲波束形成算法，使用一定形状的波束来通过有用信号，并消除不需要的干扰；文献(牛炯,黎明,张玲,等.基于距离-多普勒谱的高频地波雷达的射频干扰抑制 [J].中国海洋大学学报(自然科学版)自然科学版,2014, 44(12):111-114.)提出距离-多普勒谱子空间投影方法，利用射频干扰在距离向的强相关性特征,选取RD图谱中仅存在射频干扰的远距离单元数据构造自协方差矩阵,使用子空间投影方法实现射频干扰抑制。文献(文必洋,韩金柱,周企豪,等.高频地波雷达空域射频干扰抑制算法[J].西安电子科技大学学报,2017,44(4):132-137.) 在射频干扰抑制算法与空间谱估计的基础上，提出一种利用射频干扰方位角信息对高频地波雷达所受干扰进行抑制的算法：雷达采样数据做过第1次傅里叶变换之后，首先运用多重信号分类算法估计射频干扰的方位角信息，获得其信号空间；然后运用空间分解技术将雷达回波信号在该空间上分解得到干扰分量；最后从原数据中减去干扰分量以达到抑制干扰的目的。以上文献中算法实现是基于高频雷达射频干扰与海杂波区域相分离，或者要求实测数据中仅含有少量的海杂波数据，但对于高频段的海杂波，其频谱特性复杂多变，在干扰直线与海杂波相互覆盖的情况下，从信号处理角度难以提取出射频干扰。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明提出基于RD图的高频雷达射频干扰区域提取方法方法，即利用直线检测方法，从RD图中准确提取射频干扰直线，尤其是与海杂波相接的射频干扰直线。

本发明的内容是:首先通过常规信号处理将雷达接受信号转化为 RD图；然后利用灰度变换函数将RD图转化为灰度图像；考虑到射频干扰受海杂波影响，使用LOG消除海杂波影响；最后利用边缘检测和直线检测技术准确提取射频干扰区域。

为实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案给予实现。

基于RD图的高频雷达射频干扰区域提取方法，包括以下的步骤：

步骤1，将雷达接收的回波信号排列成RD矩阵，经过进行脉冲压缩和多普勒处理，得到RD图；

步骤2，利用对数变换函数将RD图像转化为灰度图像；

步骤3，消除海杂波对干扰区域的影响，即采用LOG算子处理灰度图像，降低海杂波的灰度级，锐化射频干扰直线边缘；