[发明专利]一种基于中位数估计的自适应雷达海杂波抑制方法

说明书

本发明涉及一种基于中位数估计的自适应雷达海杂波抑制方法，通过实数序列构造海杂波抑制滤波器，不改变抑制前后的多普勒谱的相位，仅利用一个脉冲累积时间的数据进行估计和处理，操作简单易行，具有很强的实时性；实际应用中，对于每个距离元和每个时间元（即脉冲累积时间）都是自适应的，克服了海杂波在时域和空域上的非平稳性；而且能有效抑制海杂波，改善信杂比，从而使微弱目标突显出来。

技术领域

本发明涉及一种基于中位数估计的自适应雷达海杂波抑制方法，属于雷达接收信号处理技术领域。

背景技术

海面受到风力、浪涌和环境湿度等多种自然因素的影响，因而较为复杂，具有很强的动态特性。海杂波是海表面对雷达发射信号的后向散射回波。它常常严重地限制雷达的探测性能，特别是对于海面附近的小目标，比如小船、导航浮标、低空直升机等。因此，海杂波的抑制技术在雷达海面目标探测领域是一个具有现实意义和亟待解决的难题。

对于相干的高分辨率雷达，经典的杂波抑制方法是动目标指示(Moving TargetIndication，MTI)技术。由于很多杂波都是静止物体的散射回波，所以由这些静止物体散射回波形成的杂波的频谱一般集中在零频附近或脉冲重复频率的整数倍附近。相对于这些杂波，目标多是快速运动的。所以为了将这些慢速运动或固定的目标与快速运动的目标区分开来可以使用特殊的滤波器，这类滤波器称为动目标显示器。实际上，MTI滤波器的目的就是抑制慢速运动或固定物体所形成的杂波，并使运动目标回波没有损失的或损失很小的通带滤波器。但是，MTI方法并不适用于海杂波的抑制问题：一是海杂波的中心频率是时变的，而且常常偏离零频位置；二是海杂波的形状和谱宽随着时间和空间都会发生变化，固定形态的MTI滤波器组不能及时地对这些变化作出反应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于中位数估计的自适应雷达海杂波抑制方法，能够克服海杂波中动目标回波信号比较微弱、信杂比低的问题，并且能克服海杂波信号的空时非平稳性，实现自适应的杂波抑制方案。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于中位数估计的自适应雷达海杂波抑制方法，用于实现对目标雷达海杂波的抑制，包括如下步骤：

步骤A.采集目标雷达的回波信号，并进行短时傅里叶变换，获得多普勒谱，然后进入步骤B；

步骤B.采用中位数算子估计方法，计算获得多普勒谱中各距离元下、各频率通道的海杂波强度，然后进入步骤C；

步骤C.根据多普勒谱中各距离元下、各频率通道的海杂波强度，构建目标雷达所对应的海杂波抑制滤波器，然后进入步骤D；

步骤D.将目标雷达的回波信号通过目标雷达所对应的海杂波抑制滤波器，实现对目标雷达海杂波的抑制。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤A中，采集目标雷达的回波信号，并进行短时傅里叶变换，获得多普勒谱，若其中多普勒频率域上通道的个数小于2N+1，则重新执行步骤A；反之进入步骤B；其中，式中，表示向上取整，Δf表示多普勒谱的分辨率，f_B表示目标雷达所对应的布拉格频率。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤B中，分别针对多普勒谱中的各个距离元，执行如下步骤B1至步骤B2，获得距离元下各频率通道的海杂波强度，进而获得多普勒谱中各距离元下、各频率通道的海杂波强度，然后进入步骤C；

步骤B1.将距离元下的各个频率通道分别作为待估计频率通道，分别针对各个待估计频率通道，执行如下步骤B1-1至步骤B1-3，获得待估计频率通道所对应的功率值序列，进而获得各个待估计频率通道分别所对应的功率值序列，然后进入步骤B2；

步骤B1-1.判断该距离元下、待估计频率通道之前频率通道的个数是否小于N，是则分别获得待估计频率通道之前各频率通道的功率值、待估计频率通道的功率值、以及待估计频率通道之后N个频率通道的功率值，构成待估计频率通道所对应的功率值序列；否则进入步骤B1-2；