[发明专利]一种基于微动特征的箔条云识别方法

说明书

本发明公开了一种基于微动特征的箔条云识别方法，涉及雷达系统技术领域。本申请分别采用距离像序列、时频图、距离‑瞬时多普勒像序列进行微动特征分析，本申请是在已有的一维距离像识别、二维距离－多普勒识别的基础上增加了视频图，在三维特征空间中研究箔条云回波信号，将从更宽广的视角重新审视箔条散射特征，有助于箔条散射特性的提取，同时也有助于箔条微动的微时间、微距离和微多普勒特征的提取。本申请即能在工程中得到应用，又能无论探测目标是舰艇、城市、航母和军事阵地都能对箔条云进行识别。

技术领域

本申请涉及雷达系统技术领域，更具体地说涉及一种基于微动特征的箔条云识别方法。

背景技术

现有主要的箔条识别方法有：距离-多普勒域二维联合识别、多模复合寻的制导、多普勒识别、小波分析、MTI/MTD、极化识别。它们的识别方法具体如下：

a)距离-多普勒域二维联合识别:发射相参脉冲串，利用回波信号的相参性进行多普勒分析。一种最常用的方法是发射相参LFM脉冲串，它兼具距离高分辨核多普勒分辨的优点，通常相参LFM串的积累是将脉压后的目标回波直接通过FFT滤波器组，以实现不同多普勒频率回波的匹配滤波。

b)多模复合寻的指导：这种方法就是在整个攻击过程中，采用不同电磁波的多种模式，串联或者并联，根据多个传感器综合得到最优的目标数据信息，共同完成制导任务。大致分为光电复合、光波复合和电波复合三大类。其优点在于可以识别目标的伪装和欺骗，能有效地对抗箔条、假目标干扰，但也存在系统的整体复杂度高、设计成本高、技术成熟性差等问题。

c)多普勒识别：这种方法是基于箔条云回波和目标相对于探测器的速度不同而引起的多普勒频率差异，采用FFT或者FIR滤波器组实现。这种运动回波所带来的多普勒频移量，可能会出现在窄带滤波器组中的某些滤波器中，每一个滤波器的检测门限可以根据该滤波器内所含噪声和箔条云回波的强弱而选定。这样就可以使可能出现于其他滤波器内的目标信号不受箔条回波的干扰影响。该方法的缺点是算法复杂，运算量大，不灵活。

d)小波分析：这种方法是将含箔条杂波的混合回波信号先经过预处理，然后利用小波变化进行多尺度分解，将各尺度上的小波系数进行降噪处理，即尽可能地去除属于噪声地小波系数，增强属于目标信号的部分，最后用小波逆变换重构信号，变成降噪后的信号，达到最大可能地将目标与箔条杂波分离，保留目标回波信号，抑制箔条干扰信号。

e)MTI/MTD：这种方法处理基础是重复测量一个固定目标得到的回波幅度和相位都是同样的。这样，当用一个连续脉冲减去另一个连续脉冲时固定目标回波将完全对消，而运动目标回波则不能完全对消，产生多普勒剩余。传统的MTI雷达一般使用延迟线对消器来实现高通滤波器来消除固定目标；相对现代一点的MTI雷达则采用数字的方法实现相应功能。一般来说，箔条云的回波脉冲不等幅、高强遮挡、复合干扰等都会降低以致破坏雷达MTI工作效果。

f)极化识别：采用一定的收发极化方式，接收包含目标实际几何结构信息的散射回波，进而提取回波信号的特征，充分地发掘假目标箔条与目标回波之间的极化状态信息的差别，从而最大限度地抑制箔条回波信息，提高信噪比，取得理想的识别目标效果。此类方法停留在理论阶段，离使用尚有很大差距。

总体来说，针对近程探测器高度测量场景，受限于两方面的原因，上述的箔条识别方法存在不适用的问题。

一方面，由于探测目标的不同，导致多普勒识别、距离-多普勒域二维联合识别等方法在近程探测器高度测量场景中不再有效。举例来说，距离-多普勒域二维联合识别是一种在对舰末制导场景中识别箔条云和舰船目标的有效方法，它利用舰船目标回波信号与箔条云反射回波在时频域上的分布差异，实现了对舰船等点状目标与箔条二维扩展面状目标的区分，其原理如图1所示，图1是某舰船和箔条团实测数据的距离-多普勒二维像可以看出箔条的多普勒扩展明显大于舰船的多普勒扩展，而且箔条的距离-多普勒二维像的能量分布比较均匀，二维像占据的时-频单元面积较大；舰船目标的二维像的能量主要集中在几个强散射点上，二维像占据的时频单元面积较小。