地波雷达海杂波中目标的三维检测方法
专利汇可以提供地波雷达海杂波中目标的三维检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且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 。，下面是地波雷达海杂波中目标的三维检测方法专利的具体信息内容。
1.地波雷达海杂波中目标的三维检测方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：构造地波雷达通道-距离-多普勒回波谱，提取海杂波区域：
对地波雷达接收通道采集的下变频时域采样信号，先后进行脉冲压缩和相干积累，得到地波雷达通道-距离-多普勒回波谱，采用二维信噪比法提取海杂波区域，记为x(c,r,f)，其物理量为幅度，单位是dB；c代表接收通道，r代表距离，f代表多普勒；
步骤2：构建多级空域滤波器：
采用斜投影技术构建多级空域滤波器；
步骤3：频谱合成：
将地波雷达通道-距离-多普勒回波谱馈送给每一个空域滤波器，各个滤波器依次对地波雷达覆盖的每一个方位作为潜在目标方向，并依次进行滤波，在对每一个方向进行滤波后，保留了该方向的谱信号，记为 其物理量为幅值，单位是dB；a代表方位；
对各个空域滤波后的谱数据进行取最小值的合成操作，即在每个空域滤波器的滤波结果中只保留其中的最小值，所得结果称为合成谱；
经过谱合成后，来自目标方位的期望信号在不引入幅值和相位畸变的情况下得到保留，除与目标方位相同的杂波外，其余大部分杂波被消除；
当将一个方位设置为目标的潜在方向时，只保留了该方向的距离多普勒谱和无方向性噪声，而抑制了其他方向的谱信号；
步骤4：目标检测及参数估计：
对步骤3产生的合成谱，对其距离维、多普勒维、方位维分别设置阈值，每个阈值由均值类恒虚警检测器确定，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，然后是峰值搜寻过程，最终输出舰船目标的方位、距离和多普勒参数。
2.如权利要求1所述的地波雷达海杂波中目标的三维检测方法，其特征在于所述步骤2采用斜投影技术构建多级空域滤波器如下：
当目标方向的空域导向矢量为A，且其他观测方向为潜在海杂波空域导向矢量B，则定义沿B投影到A的单个斜投影空域滤波EAB为
其中上标-1是矩阵的广义逆，上标H是矩阵的厄米共轭转置， 是矩阵B的正交补投影，定义为
该斜投影滤波EAB具有以下特性:
上述特性为构造多级空域滤波器奠定了基础，实现该多级滤波器的具体步骤如下：
1)确定使用的多级滤波器的数量，其数量P由地波雷达覆盖方位角的空间范围决定，空域采样间隔计算为
P＝int(|θL-θT+Δθ|+|θT+Δθ-θR|)/Δθ (4)
其中int(.)表示取整数，θL和θR为地波雷达覆盖的左右方位角边界，θT是潜在的目标方向，Δθ为滤波时所选的凹口间隔。
2)在地波雷达覆盖的方位角范围内，选择杂波角度或干扰方位角进行空间滤波，一次一个角度，以Δθ为间隔且杂波角度或干扰方位角满足
θC∈[θL,θT-Δθ]∪[θT+Δθ,θR] (5)
3)对于步骤2选择的杂波角度或干扰方位角，记其目标子空间和杂波子空间分别为及 然后根据式(1)构造各空域滤波器EAB；
4)重复步骤2)和3)P次，从而得到P个基于斜投影的滤波器，并将每个基于斜投影滤波器相乘，形成一个多级空域滤波器。
其中p代表第p个滤波器。
3.如权利要求1所述的地波雷达海杂波中目标的三维检测方法，其特征在于所述步骤3将通道-距离-多普勒谱馈送给多级空域滤波器的具体方式如下：利用逻辑积对多个空域滤波后的谱数据进行合成，最终三维目标谱为
其中a,r,f表示方位、距离和多普勒，min(.)表示取括号内的最小值，s(r,fj)和i(r,fk)分别代表船只目标和海杂波距离-多普勒谱；K代表海杂波的多普勒频点数，k代表第k个海杂波的多普勒频点；J代表目标的多普勒频点数，且K＞J暗含船只回波频点小于海杂波频点；n(r,f)是高斯白噪声；Aj代表船只的导向矢量，Bk代表海杂波的导向矢量。
船只和海杂波的导向矢量分别为
Bk＝[a(θk)…a(θK)]T (9)
其中θ是方位角，且θj表示第j个目标多普勒频点的方位角，j为取值1到J的自然数；θk表T
示第k个海杂波多普勒频点的方位角，k为取值1至K的自然数，当k取值K时，公式9即[a(θK)] ；
d是阵元间距，M是阵元数，f0是雷达载波频率，c是光速，[.]T为矩阵转置。
4.如权利要求1所述的地波雷达海杂波中目标的三维检测方法，其特征在于所述步骤
4：对步骤3的合成谱，通过均值类恒虚警检测器在距离、方位以及多普勒域分别设置阈值，对方位-距离-多普勒谱进行三维检测，
其中采用峰值检测的三维复合目标检测表示为
D＝peak(Dr||Da||Df) (10)
其中D存储被探测船只的方位、距离和多普勒位置参数，peak(.)表示在括号中搜索幅度峰值，Dr，Da和Df分别存储在距离、方位和多普勒维的谱幅度值，这些幅度值均大于各自距离、方位以及多普勒域的检测阈值Tr,Ta和Tf，||表示逻辑和运算， 是特定多普勒为f和方位为a处的距离维幅度值， 是多普勒为f和距离为r处的方位维幅度值，是特定方位为a和距离为r处的多普勒维幅度值；
通过式(10)的峰值检测，最终输出舰船目标的方位、距离和多普勒参数。
地波雷达海杂波中目标的三维检测方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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