[发明专利]地波雷达海杂波中目标的三维检测方法

说明书

地波雷达海杂波中目标的三维检测方法，包括构造地波雷达通道‑距离‑多普勒回波谱，提取海杂波区域，以斜投影技术构建多级空域滤波器；将地波雷达通道‑距离‑多普勒回波谱馈送给每个空域滤波器，各滤波器依次对地波雷达覆盖的每个方位作为潜在目标方向，依次进行滤波；对各空域滤波后的谱数据进行取最小值的合成操作，得到合成谱，对合成谱的距离‑多普勒‑方位谱进行三维检测，以抑制非均匀海杂波，搜寻峰值，最终输出舰船目标的方位、距离和多普勒参数。本发明在传统距离‑多普勒维目标二维检测基础上拓展方位维检测，进而形成方位‑距离‑多普勒维目标检测，通过联合海杂波和目标在这三个联合维度的回波差异，提高了海杂波中的目标检测能力。

技术领域

本发明涉及一种地波雷达海杂波中目标的检测方法，具体涉及一种地波雷达海杂波中目标的三维检测方法。

背景技术

地波雷达是海上船只目标大范围、超视距、连续探测的主要手段，它利用垂直极化高频电磁波(3-30MHz)沿海面绕射的特性，实现海上目标的超视距探测。地波雷达海杂波是该雷达发射的高频无线电波与海浪相互作用而散射回来的信号，分为一阶、二阶及高阶海杂波。其中，一阶海杂波表现为一对展宽的双峰，能量很强，造成船只检测盲区^[1]，降低了探测率。因此需要通过发展海杂波内的船只目标检测方法，突破“检测盲区”的限制，提高地波雷达海上目标的探测性能。

常规的地波雷达目标检测方法通常采用的是二维阈值检测方法，即在距离维和多普勒维分别检测一次再将两次的检测结果相“与”，进而输出目标检测结果，同时输出目标的距离及多普勒参数。后期在对应的目标距离-多普勒谱点位置取通道数据，采用比幅或者查找表等波束形成方法测向，得到目标的方位参数。在二维阈值检测的过程中，多采用幅值检测。方法有均值类恒虚警检测器、排序统计类恒虚警检测器和自适应回归恒虚警检测器^[2]。其中，均值类恒虚警检测器检测方法适合均匀背景，当参考窗滑窗范围越大，恒虚警检测损失越小，但无法形成有效的局部估计。排序统计类恒虚警检测器检测方法对弱杂波具有一定的抑制能力，在强杂波区检测性能下降。自适应回归恒虚警检测方法对电离层及低速区杂波具有抑制效果，但在均匀检测背景区，检测性能不如均值类恒虚警检测器和自适应回归恒虚警检测器。该类二维检测方法通常在实际应用中需要通过区域分割，然后针对不同杂波区及类型，采用不同的阈值检测方法来达到较好的检测性能，但海杂波内的目标检测效果仍不理想。

海杂波是来自随机方位的海面雷达回波，在通道-距离-多普勒谱中表现为在不同的距离及多普勒位置暗含不同的空域回波信息。考虑到产生谐振的海浪可能分布于大片的海洋表面，因而会有多个且随机的潜在海杂波回波方向，同时目标则来自于某一特定方位。海杂波及船只目标的这种空域回波差异体现在地波雷达接收阵列获取的通道数据中。因而，在目标检测的过程中应联合距离及多普勒域信息利用该空域差异，而这是现有技术所缺乏的。

相关的参考文献如下：

[1]Leong H,Ponsford A.The effects of sea clutter on the performanceof HF surface wave radar in ship detection.IEEE Radar Conference.Rome:IEEE,2008:1-6.

[2]Ji Yonggang,Xu Leda,Wang Yiming,and Chu Xiaoliang.Ship Detectionin Strong Clutter Environment Based on Adaptive Regression Thresholding forHFSWR,2014International Conference on Computer Science and ElectronicTechnology(ICCSET 2014),Atlantis Press,pp.352-355.

发明内容