[发明专利]一种基于局部相关性的改进子空间海杂波抑制方法

摘要

本发明公开一种基于局部相关性的改进子空间海杂波抑制方法。海杂波的抑制能够提高目标信杂比，有助于提高高频地波雷达(high frequency surface wave radar,HFSWR)对舰船目标的检测性能。原始子空间法抑制海杂波时对所有距离单元构造的协方差矩阵是相同的，造成对杂波空间估计不准从而抑制效果不佳，距离多普勒谱上反映为不同距离海杂波抑制效果类似。本发明通过计算待检测距离单元与相邻距离单元之间的相关系数，自适应的确定组成协方差矩阵的参考单元，对构成的协方差矩阵进行奇异值分解(singular value decomposition,SVD)分解得到海杂波所在的子空间，并最终将其抑制。该方法具有同时抑制一阶和高阶海杂波的能力，提高了目标信杂比，对所有距离单元的抑制效果都较理想。

主权项

一种基于局部相关性的改进子空间海杂波抑制方法，其特征在于：包括如下步骤(a)、设输入数据为距离向脉冲压缩，方位向数字波束形成后的距离‑慢时间‑方位三维数据块；(b)、每次抑制的对象为一固定方位固定距离门的一维慢时间数据，设当前待检测的某确定方位和距离的距离单元的K个回波慢时间数据为矢量Sc＝[sc(0),sc(1),...,sc(K‑1)]T，第i个距离单元的K个回波慢时间数据为Si＝[si(0),si(1),...,si(K‑1)]T，其中T为转置；(c)、遍历出与当前待检测距离单元相邻的且方位与待检测距离单元相同的距离单元慢时间数据Si，并计算其与待检测距离单元Sc的相关系数ρi=ScHSi||Sc||2·||Si||2]]>其中H代表共轭转置，||||2代表二范数，其中0≤|ρi|≤1，1表示相关性最大，0表示相关性最小，设计门限a找到ρ≥a的P个对应Sc的参考单元数据Si(i＝1,2,...P)，和对应的相关系数ρi(i＝1,2,...P)；(d)、按距离从近到远将所选P个参考单元数据排列，得到X＝[S1,S2,...Sp]，按照对应的顺序，构造W＝diag(ρ1,ρ2,...ρP)，则Sc的估计协方差矩阵为(e)、将R进行SVD奇异值分解R＝VΣVHΣ＝diag(λ1,λ2,...,λK)，得到K个奇异值(λ1≥λ2≥...≥λK)，V＝[v1,v2,...vK]，vi为对应λi的特征向量，且V为酉矩阵，所述SVD分解为矩阵的一种正交分解，矩阵的主要分量与大奇异值相对应，定义归一化奇异值为：λi‾=λiλ1]]>则，选择一个小正数作为阈值σ，则比σ大的前r个特征值对应的特征向量所张成的空间为信号子空间即海杂波所在空间Vc＝[v1,v2,...vr]，其余特征向量所张成的空间为噪声子空间；(f)、将待抑制的Sc投影到信号子空间Vc＝[v1,v2,...vr]上，得到滤波后的输出为Sc_sup＝(I‑VcVcH)Sc其中I为K×K维单位矩阵；(g)、重复(b)～(f)的步骤，检测当前距离‑慢时间‑方位三维数据块中的待检测方位上的所有距离单元数据，接着选择其它方位，直至得出最后一个方位上的最后一个距离单元的数据，则当前距离‑慢时间‑方位三维数据块海杂波抑制完成。