The invention discloses a target detection method of HF marine radar based on compact antenna array. The receiving antenna of the HF marine radar is a compact antenna array consisting of two identical monopole crossed loop antennas. During the same period of time, two sets of coherent radar echoes can be received. The radar echo and contains target and sea clutter, clutter, noise and zero frequency components, followed by efficient detection and extraction of principal component analysis and extraction, wavelet filtering and adaptive threshold detection of three step operation can achieve the target of two sets of radar echo. The advantage of this method is: can greatly improve the target SNR and SNR; for sea clutter, zero frequency clutter continuous distribution of clutter has good suppression effect; has better detection performance in multiple target situations.
【技术实现步骤摘要】
一种基于紧凑天线阵的高频海洋雷达目标检测方法
本专利技术属于雷达
,尤其涉及一种用于接收海面、船舶和低空目标雷达回波的紧凑天线阵,与一种雷达信号增强、杂波抑制以及目标检测的方法,具体为一种基于紧凑天线阵的高频海洋雷达目标检测方法。
技术介绍
高频海洋雷达不仅可以实现对海洋表面环境的全天候、大面积、超视距监测,还能对海面舰船及低空目标进行探测。由于传统的相控天线阵天线数目多、占地面积大、建设和维护成本高,所以单极子/交叉环天线组成的小型化紧凑天线阵以其体积小、易于安装和维护等优点得到了越来越多的关注。主要以美国CODAR公司生产的SeaSonde系统和武汉大学研制的OSMAR-S系统为代表。高频雷达目标检测通常采用恒虚警率(CFAR)的方法。首先生成雷达距离多普勒谱——RD谱,然后在待检测单元附近选取若干个参考单元来估计噪声水平,并设定具有一定恒虚警率的门限阈值,最后通过比较待检测单元的幅值与门限阈值的大小来判断其是否为目标点。但在实际情况中,若参考单元中含有海杂波、零频杂波,或多个相邻目标点时,会严重影响这种方法的检测性能。尤其在高频段,雷达系统外部干扰较多,噪声水平较高,同样使基于CFAR的检测方法难以获取令人满意的检测结果。海杂波是由海洋表面的后向散射引起的,在RD谱上的分布通常是脊状的,即在距离维上连续带状分布,在多普勒维上有一定的展宽。零频杂波通常是由静止不动的小岛、船只等的回波引起的,通常在较近的某几个固定的距离元上分布。目标信号通常在RD谱上呈零星分布,且不会在距离或多普勒维上有明显的大范围展宽。因此,在目标检测时,应当采取适当的方法抑制 ...
【技术保护点】
一种基于紧凑天线阵的高频海洋雷达目标检测方法,其特征在于:所述高频海洋雷达的接收天线是由两根相同的单极子交叉环天线组成的紧凑天线阵,在同一时间内可以接收到两组相干的雷达回波信号,通过对两组雷达回波信号依次进行主成分分析,小波滤波,自适应门限检测三步操作实现目标的检测,同时提取目标距离和多普勒信息。
【技术特征摘要】
1.一种基于紧凑天线阵的高频海洋雷达目标检测方法,其特征在于:所述高频海洋雷达的接收天线是由两根相同的单极子交叉环天线组成的紧凑天线阵,在同一时间内可以接收到两组相干的雷达回波信号,通过对两组雷达回波信号依次进行主成分分析,小波滤波,自适应门限检测三步操作实现目标的检测,同时提取目标距离和多普勒信息。2.按权利要求1所述的一种基于紧凑天线阵的高频海洋雷达目标检测方法,其特征在于:所述紧凑天线阵的两根单极子交叉环天线必须是相同的,即必须保证两根天线具有相同的方向性和增益,且经由两根天线所接收到的雷达回波信号具有相同的噪声水平;两根天线相距为半个雷达工作波长,分别为天线1和天线2,天线1和天线2各包含三个通道,天线1包含通道1、2、3,天线2包含通道4、5、6;其中通道1和通道4代表对应的单极子通道,通道2和5以及通道3和6代表对应的交叉环通道。3.按权利要求2所述的一种基于紧凑天线阵的高频海洋雷达目标检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、取同一时段ti内两根天线中对应通道的雷达回波数据,经过两次傅里叶变换得到结果fc(r,d)和fc+3(r,d),其中c(c=1,2,3)代表通道号,r代表距离元,d代表多普勒元;步骤2、根据步骤1的结果,构造样本矩阵Pc(r,d)=[fc(r,d),fc+3(r,d)]T,然后对样本矩阵进行主成分分析并提取主成分以抑制噪声,得到的结果为步骤3、根据步骤2的结果,得到时段ti雷达距离多普勒谱——RD谱,表示为将该RD谱乘以增强因子g(g≥1)以进一步提高信噪比,得到增强后的RD谱,表示为步骤4、对步骤3得到的RD谱进行距离维的L层小波分解,得到每一层分解后的高频分量DL和低频分量AL,然后重构低频分量以得到重构后的RD谱,表示为R′c,将步骤3中的RD谱Rc减去重构后的RD谱R′...
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