[發明專利]基于稀疏恢復空時譜估計的高頻雷達目標檢測方法

有效

• 申請號: 201710375211.7
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107229040B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 陳澤宗;賀超;趙晨;謝飛;陳曦
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 42222 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 趙麗影;代文成

本發明提供一種新的高頻地波雷達目標檢測方法。針對時空級聯方案對于空時二維信息利用不足，引入空時聯合估計理論來優化檢測流程。針對空時聯合估計中快拍數數不足問題，引入多快拍稀疏恢復理論。本發明建立了一套基于稀疏恢復空時譜估計的寬波束高頻地波雷達目標檢測方法，解決了單站高頻地波雷達海雜波區目標檢測的技術難題，同時優化了密集艦船背景下的多目標檢測性能。

技術領域

本發明屬于雷達領域，尤其涉及高頻雷達一階海雜波區目標檢測及多目標檢測增強技術，具體為一種基于稀疏恢復空時譜估計的高頻雷達目標檢測方法。

背景技術

高頻地波雷達作為一種新興的海洋監測技術，具有超視距、大范圍、全天候以及低成本等優點，被認為是一種能實現對各國專屬經濟區監測進行有效監測的高科技手段。各臨海發達國家均進行了研發投入，并實施了多年的對比驗證和應用示范。而海洋監管不僅只是主權保護，也同樣包括搜索和救援(馬航事件)，以及交通管理等。而傳統的監控手段卻受到很多物理限制。比如，岸基微波雷達只能夠沿視距傳播，探測距離受到較大限制。衛星傳感器(比如合成孔徑雷達)的時間分辨率較低，不能實現全天候觀測。高頻地波雷達在海洋監管方面有著比傳統手段有顯著優勢。

但高頻雷達嚴重的海雜波干擾直接影響中小尺寸船只的探測，甚至出現完全掩蓋目標回波的情況。尤其是對于小型陣列寬波束雷達而言，復雜的海雜波信號更無法通過簡單的方法來有效抑制，使得雜波區目標難以有效檢測。為增強雷達對于雜波區目標的檢測能力，減少目標大量漏檢的情況，通常有兩種處理方法：1)多站模式，J.Hostmann和Roarty.H等人通過多套雷達系統在不同方位觀測，

依賴視向角引起的多普勒頻移變化來檢測目標，詳見文章[1]；

2)多頻模式，D.M.Fernandez等人通過單套雷達多波段同時工作，依賴多普勒頻移、一階海雜波頻移與波長的關系差異來檢測目標，詳見文章[2]。

但上述方法均要求對系統有所改進，通過增加站點數或頻點數來增強探測性能。為降低成本，需要探究在不增加復雜性的情況下優化探測性能的方法。對于海雜波區的目標檢測，國內關鍵[3]等人和加拿大的Thayaparan[4]等人都提出了基于目標與雜波的時頻調制特征差異的檢測方法，取得了一定效果。

[1]S.Maresca,P.Braca,J.Horstmann et al.,“Maritime Surveillance UsingMultiple High-Frequency Surface-Wave Radars,”IEEE Trans.Geosci.Remote.,vol.52,no.8,pp.5056-5071,Aug,2014.

[2]D.M.Fernandez,J.F.Vesecky,D.E.Barrick et al.,“Detection of Shipswith Multi-Frequency and CODAR SeaSonde HF Radar Systems,”Can J Remote Sens,vol.27,no.4,pp.277-290,2001.

[3]GUAN J,CHEN X L,HUANG Y,et al.Adaptive fractional Fouriertransform-based detection algorithm for moving target in heavy sea clutter[J].IET Radar Sonar Nav.,2012,6(5):389-401.

[4]ZHANG Y,QIAN S,THAYAPARAN T.Detection of a manoeuvring air targetin strong sea clutter via joint time-frequency representation[J].IET SignalProcess.,2008,2(3):216-22.