基于四极化通道融合的海面漂浮微弱雷达目标的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于四极化通道融合的海面漂浮微弱雷达目标的检测方法，思路为：分别获取检测单元N维接收向量的四个极化通道的平均回波幅度和第p个参考单元中N'维接收向量的四个极化通道的平均回波幅度，进而分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道的融合多普勒谱和第p个参考单元N'维接收向量的四个极化通道的融合多普勒谱；然后分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的相对P个参考单元的多普勒谱峰高和P个参考单元N'维接收向量的四个极化通道融合的相对多普勒峰高；获取检测单元N维接收向量的组合特征和参考单元N'维接收向量的组合特征，计算检测单元N维接收向量的检测统计量；若所述检测统计量大于零，说明检测单元中存在海面漂浮微弱雷达目标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达目标检测
，特别涉及一种基于四极化通道融合的海面漂浮微弱雷达目标的检测方法，适用于海杂波背景下海面漂浮微弱雷达目标的检测。
技术介绍
监测海面低速或漂浮的微弱雷达目标，例如浮标、残碎冰山、小船、浮板等，是海面监测雷达的重要任务之一，其中海杂波的性质随着雷达参数、雷达的观察几何以及海面状况的变化而变化；当高分辨率雷达工作在小擦地角的情况下时，雷达接收机接收的回波信号中海面漂浮微弱雷达目标的回波信号太微弱，无法通过简单的能量积累来检测。传统的基于海杂波统计模型的检测方法被广泛使用于海杂波背景下移动雷达目标的检测；当高分辨率雷达工作在小擦地角的情况下时，海杂波统计模型不再满足高斯分布，一些非高斯分布(如Weibull分布、对数正态分布、K分布以及其他一些复合非高斯分布)被用来描述高分辨率雷达工作在小擦地角时的海杂波特性；相应地，各种自适应检测器被提出来，例如，广义似然比检验器、自适应匹配滤波器和自适应归一化匹配滤波器能够良好工作的前提是：海杂波和雷达目标的回波信号在多普勒域是完全分离的，但是这些检测器对于海洋漂浮微弱雷达目标的检测性能较差。基于预测误差假设检验的非线性预测器只能用来解释检测接收到的时间序列异常行为，因为它的前提是：海杂波时间序列是无序的，但这个前提被证明是不成立的；随后，基于雷达回波信号能量特征的雷达目标检测方法被提出，但由于该基于雷达回波信号能量特征的雷达目标检测方法所用的信息均为全极化雷达单一极化通道提取的信息，未能充分地利用全极化雷达各通道信息，也未将全极化雷达各个极化通道信息融合联合使用，所以对于海面漂浮微弱雷达目标检测很难获得较好的效果。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种基于四极化通道融合的海面漂浮微弱雷达目标的检测方法，该种基于四极化通道融合的海面漂浮微弱雷达目标的检测方法利用雷达回波提取雷达目标和海杂波的四个极化通道融合特征，并且针对海面漂浮微弱目标能够获得更好地雷达检测性能。为达到上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。一种基于四极化通道融合的海面漂浮微弱雷达目标的检测方法，包括以下步骤：步骤1，确定全极化雷达，所述全极化雷达包含雷达发射机和雷达接收机，雷达发射机发射脉冲信号，雷达接收机接收所述脉冲信号经过海面散射形成的雷达回波；所述脉冲信号照射雷达检测区域，且脉冲信号照射的雷达检测区域由包含海面漂浮微弱雷达目标的检测单元与没有包含海面漂浮微弱雷达目标的参考单元组成，雷达接收机接收到的将包含海面漂浮微弱雷达目标的检测单元反射的脉冲信号作为检测单元的接收向量，将没有包含海面漂浮微弱雷达目标的参考单元反射的脉冲信号，作为参考单元的接收向量；然后，根据所述雷达回波，分别构建第一模型H0：假设所述雷达回波中检测单元的接收向量和参考单元的接收向量仅有杂波存在，以及第二模型H1：假设所述雷达回波中检测单元的接收向量和参考单元的接收向量同时存在杂波和海面漂浮微弱雷达目标；步骤2，根据第一模型H0和第二模型H1，分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道的平均回波幅度和第p个参考单元中N'维接收向量的四个极化通道的平均回波幅度，进而分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的平均回波幅度和第p个参考单元中N'维接收向量的四个极化通道融合的平均回波幅度，然后分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的相对平均幅度和P个参考单元接收向量的四个极化通道融合的相对平均幅度；其中，N表示检测单元的接收向量的最大维数，P表示脉冲信号照射的雷达检测区域包含的参考单元总个数，N'表示每个参考单元的接收向量的最大维数；步骤3，根据第一模型H0和第二模型H1，分别计算得到检测单元N维接收向量的四个极化通道的多普勒谱和第p个参考单元N'维接收向量的四个极化通道的多普勒谱，进而分别计算得到检测单元N维接收向量的四个极化通道的融合多普勒谱和第p个参考单元N'维接收向量的四个极化通道的融合多普勒谱；其中，N表示检测单元的接收向量的最大维数，p∈{1,2,…,P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于四极化通道融合的海面漂浮微弱雷达目标的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定全极化雷达，所述全极化雷达包含雷达发射机和雷达接收机，雷达发射机发射脉冲信号，雷达接收机接收所述脉冲信号经过海面散射形成的雷达回波；所述脉冲信号照射雷达检测区域，且脉冲信号照射的雷达检测区域由包含海面漂浮微弱雷达目标的检测单元与没有包含海面漂浮微弱雷达目标的参考单元组成，雷达接收机接收到的将包含海面漂浮微弱雷达目标的检测单元反射的脉冲信号作为检测单元的接收向量，将没有包含海面漂浮微弱雷达目标的参考单元反射的脉冲信号，作为参考单元的接收向量；然后，根据所述雷达回波，分别构建第一模型H0：假设所述雷达回波中检测单元的接收向量和参考单元的接收向量仅有杂波存在，以及第二模型H1：假设所述雷达回波中检测单元的接收向量和参考单元的接收向量同时存在杂波和海面漂浮微弱雷达目标；步骤2，根据第一模型H0和第二模型H1，分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道的平均回波幅度和第p个参考单元中N'维接收向量的四个极化通道的平均回波幅度，进而分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的平均回波幅度和第p个参考单元中N'维接收向量的四个极化通道融合的平均回波幅度，然后分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的相对平均幅度和P个参考单元接收向量的四个极化通道融合的相对平均幅度；其中，N表示检测单元的接收向量的最大维数，P表示脉冲信号照射的雷达检测区域包含的参考单元总个数，N'表示每个参考单元的接收向量的最大维数；步骤3，根据第一模型H0和第二模型H1，分别计算得到检测单元N维接收向量的四个极化通道的多普勒谱和第p个参考单元N'维接收向量的四个极化通道的多普勒谱，进而分别计算得到检测单元N维接收向量的四个极化通道的融合多普勒谱和第p个参考单元N'维接收向量的四个极化通道的融合多普勒谱；其中，N表示检测单元的接收向量的最大维数，p∈{1,2,…,P}，P表示脉冲信号照射的雷达检测区域包含的参考单元总个数，N'表示每个参考单元的接收向量的最大维数；步骤4，根据检测单元N维接收向量的四个极化通道的融合多普勒谱和第p个参考单元N'维接收向量的四个极化通道的融合多普勒谱，分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的相对P个参考单元的多普勒谱峰高和P个参考单元N'维接收向量的四个极化通道融合的相对多普勒峰高，进而分别计算检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的相对多普勒幅度熵和P个参考单元N'维接收向量的四个极化通道融合的相对多普勒幅度熵；步骤5，将检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的相对平均幅度、检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的相对P个参考单元的多普勒谱峰高和检测单元N维接收向量的四个极化通道融合的相对多普勒幅度熵，作为检测单元N维接收向量的组合特征，将P个参考单元接收向量的四个极化通道融合的相对平均幅度、P个参考单元N'维接收向量的四个极化通道融合的相对多普勒峰高和P个参考单元N'维接收向量的四个极化通道融合的相对多普勒幅度熵，作为参考单元N'维接收向量的组合特征；步骤6，根据检测单元N维接收向量的组合特征和参考单元N'维接收向量的组合特征，计算检测单元N维接收向量的检测统计量；步骤7，根据检测单元N维接收向量的检测统计量，判断检测单元中是否存在目标：如果检测单元N维接收向量的检测统计量大于零，判定检测单元中存在海面漂浮微弱雷达目标。...

【技术特征摘要】
1.一种基于四极化通道融合的海面漂浮微弱雷达目标的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定全极化雷达，所述全极化雷达包含雷达发射机和雷达接收机，雷达发射机发射脉冲信号，雷达接收机接收所述脉冲信号经过海面散射形成的雷达回波；所述脉冲信号照射雷达检测区域，且脉冲信号照射的雷达检测区域由包含海面漂浮微弱雷达目标的检测单元与没有包含海面漂浮微弱雷达目标的参考单元组成，雷达接收机接收到的将包含海面漂浮微弱雷达目标的检测单元反射的脉冲信号作为检测单元的接收向量，将没有包含海面漂浮微弱雷达目标的参考单元反射的脉冲信号，作为参考单元的接收向量；然后，根据所述雷达回波，分别构建第一模型H0：假设所述雷达回波中检测单元的接收向量和参考单元的接收向量仅有杂波存在，以及第二模型H1：假设所述雷达回波中检测单元的接收向量和参考单元的接收向量同时存在杂波和海面漂浮微弱雷达目标；步骤2，根据第一模型H0和第二模型H1，分别计算检测单元N...

【专利技术属性】
技术研发人员：许述文，蒲佳，水鹏朗，薛健，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61