[发明专利]一种针对类分子谱目标的天基高灵敏度差分探测方法

说明书

本发明公开了一种针对类分子谱目标的天基高灵敏度差分探测方法，本发明通过信号差分采集方式，抑制背景辐射及干扰信号，实现对类分子谱目标的探测。首先根据背景与目标的辐射特性，提取出目标辐射强度不同，但背景辐射强度相同的最优探测谱段Δλ₁和Δλ₂；然后该双谱段针对场景进行探测，采用差分方法进行信号采集，得到抑制背景及干扰后的信号；最终通过分析获得的信号实现目标检测。本方法可应用于对隐身飞机、导弹及临近高超等选择性辐射体的探测中，实现对强背景、复杂干扰的抑制，极大地提升系统信噪比和探测概率。

技术领域

本发明涉及一种针对类分子谱目标的天基高灵敏度差分探测方法，该方法利用双谱段在类分子谱目标辐射特性中的差异，对信号进行差分，抑制背景及干扰。

背景技术

天基的红外光电系统是实现导弹、隐身飞机预警、引导、检测的核心手段。随着新型军事武器隐身性能日益提高、军事战争背景日趋复杂，如何抑制强背景、复杂干扰，实现高速、高准确率检测已成为红外军事应用的首要要求。

常规的积分型红外探测方法采用单谱段对目标像元与背景像元进行无差异探测，通过对比选择最优谱段。该方法受限于大气路径散射、地球背景杂波等因素影响，存在积分时间难以进一步提升、信号背景比影响探测动态范围、弱小目标探测信噪比达到探测场景的背景限等问题。

论文《面向飞机目标探测的波段选择方法》和《基于系统对比度的目标探测谱段分析》均采用分析目标辐射特性和背景辐射特性，选择最优谱段的方法。该方法受场景影响较大，且积分时间难以提升，限制了系统信噪比及探测距离。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种针对类分子谱目标的天基高灵敏度差分探测方法，在探测过程中对背景进行抑制，降低探测系统噪声，增强系统的信噪比，提升探测概率。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

1.一种针对类分子谱目标的天基高灵敏度差分探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)谱段选择，根据不同谱段下目标与背景辐射特性差异选取最优探测谱段Δλ₁和Δλ₂，具体步骤如下：

1-1)计算同一场景下不同谱段的目标及背景信号辐射强度；

1-2)进行谱段选择，选择依据如下：背景信号在谱段Δλ₁和Δλ₂探测谱段差异小于0.1％；目标信号在Δλ₁和Δλ₂两探测谱段差异大于95％。

2)信号采集，通过差分方式采集双谱段目标及背景信号，具体步骤如下：

2-1)探测系统在采集过程中，即在响应电荷进入到积分电容之前，实时对两个探测谱段获得的信号进行差分。

2-2)获得经过差分电路后的信号，该过程抑制了复杂的背景信号及干扰信号，保留了目标信号。

3)分析差分后的信号实现目标检测，具体步骤如下：

3-1)计算目标信噪比，判断目标可探测性，信噪比计算公式为，

式中，SNR表示信噪比；N_target、N_back分别表示目标像元和背景像元的响应电子数；ΔP_target和ΔP_back分别表示探测谱段Δλ₁和Δλ₂下目标及背景像元的相应功率差；T_int表示系统积分时间；noise为系统噪声，n_AT为读出噪声，clutter为背景杂波。