[发明专利]基于多帧回波联合积累的海杂波抑制方法

说明书

本发明属于信号处理技术领域，公开了一种基于多帧回波联合积累的海杂波抑制方法，通过对传统帧间扫描相关积累方法进行改进，使用一种基于十字窗积累的多帧联合非相参积累方法能够在避免相参积累的方法对距离走动补偿和多普勒走动进行补偿；也改善了传统SIC算法的动目标的拖尾现象；可以有效地提高动目标回波的信杂噪比，而且降低了运算复杂性，进而提高了海面弱小慢速目标的检测性能。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，尤其涉及一种基于多帧回波联合积累的海杂波抑制方法，适用于在强海杂波条件下联合多帧数据对海杂波抑制并实现检测海面低速运动的弱小目标的目的。

背景技术

海面环境是非常复杂多变的，极其容易受到各种环境因素的影响，如海浪的起伏、风力的变化、湿度/温度的改变等。在随机非平稳的海杂波环境中，较低的信杂噪仍然是制约雷达对海面低速运动弱小目标检测性能的主要因素。在雷达信号处理中，可以通过各种相参积累、非相参积累技术来提高信杂噪比。但是由于目标的运动，长时间积累会导致即使低速目标回波也会发生距离走动，如果采用相参积累的方法，就要做一系列的校正距离走动的操作，比较繁琐。

由于海面弱小慢速目标的RCS普遍都较小，小目标完全湮没在海杂波中，因此若想利用单帧回波来检测弱目标会很困难，而利用多帧数据的回波信号检测海面弱小慢速目标相对来说能够利用的信息会更多，所以检测起来也会更加容易。若在多帧回波中利用相参积累技术处理时又会出现不连续的距离走动和多普勒相位的错位问题，这两个问题都会导致对目标的检测性能下降。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种基于多帧回波联合积累的海杂波抑制方法，该种多帧联合积累的海杂波抑制方法是一种基于十字窗积累的多帧回波联合积累方法，在海面目标较小、速度较低，且强海杂波导致信杂噪比较低时，能够提高雷达对弱小目标的检测性能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于多帧回波联合积累的海杂波抑制方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，采用脉冲多普勒雷达机械扫描检测范围内的海面动目标，获取脉冲多普勒雷达的回波信号，对所述回波信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩处理后的M帧回波数据，每帧回波数据包含prf_num个多普勒单元和ran_num个距离单元；

步骤2，计算第K帧回波数据中第(i，j)个待检测单元的加权扫描幅度SI{K}(i，j)，其中，i表示距离单元的标号，j表示多普勒单元的标号，其中，i＝[1，2，...，ran_num]，j＝[1，2，...，prf_num]，K＝[1，2，...，M]，从而得到M帧回波数据中每帧回波数据的所有待检测单元的加权扫描幅度SI{M}(ran_num，prf_num)；

步骤3，根据步骤2得到的M帧回波数据中每帧回波数据的所有待检测单元的加权扫描幅度，计算第K帧回波数据中第(i，j)个待检测单元的第一阈值门限T₁{K}(i，j)，其中，i表示距离单元的标号，j表示多普勒单元的标号，且i＝[1，2，...，ran_num]，j＝[1，2，...，prf_num]，从而得到第K帧回波数据中所有待检测单元的第一阈值门限，记为第K帧回波数据的第一阈值门限数组；

步骤4，根据所述脉冲压缩处理后的M帧回波数据，计算第K帧回波数据中第(i，j)个待检测单元的第二阈值门限T₂{K}(i，j)，其中，i表示距离单元的标号，j表示多普勒单元的标号，且i＝[1，2，...，ran_num]，j＝[1，2，...，prf_num]，从而得到第K帧回波数据中所有待检测单元的第二阈值门限，记为第K帧回波数据的第二阈值门限数组；

步骤5，令K的值加1，重复执行步骤3至步骤4，得到M帧回波数据的第一阈值门限数组T₁{M}(ran_num，prf_num)，M帧回波数据的第二阈值门限数组T₂{M}(ran_num，prf_num)；