海面漂浮小目标的特征联合检测算法

时艳玲 水鹏朗

(西安电子科技大学雷达信号处理国防重点实验室 西安 710071)

1 引言

检测海面的漂浮小目标，例如冰山、浮标、潜望镜等是舰载监视雷达的任务之一，它对海上护航、搜救、港口反恐、航海安全等有重要的指导意义，然而它受到海杂波的干扰。海杂波与雷达载频、掠射角、极化方式、海况、长波的波高、涌浪的波高等因素有关，具有空时非平稳特性[1]。海面漂浮目标随海浪的运动而运动，目标与背景杂波的频谱混叠在一起，导致多普勒域杂波抑制方法[2]失效。在高距离分辨海杂波背景下，由于海浪的运动，漂浮目标使得周围海表面的散射特性发生了改变，目标所在分辨单元的接收回波服从非加性观测模型，建立在加性模型基础上的能量检测算法[3]将失效。

针对上述问题，众多学者基于实测的海杂波和目标数据利用特征差异来检测海面漂浮小目标，主要有基于加性模型和基于非加性模型两类特征检测算法。基于加性模型的特征检测算法有非线性预测方法[4]，它让杂波样本训练出尽可能准确的神经网络，利用预测误差实现目标检测。基于非加性模型的特征检测算法有基于分形方法[5,6]和多普勒谱特征方法[7]等。基于分形方法[5]将海杂波视为随机分形噪声，从时间序列的幅度中提取分形几何特征[5,6]进行海上目标检测，这类方法不仅丢失了时间序列的相位信息，而且要求时间序列的长度为秒级，不能满足雷达工作在扫描模式的时间要求。……