[發明專利]一種基于時域頻域多特征的地海雜波分類方法

有效

• 申請號: 202010746796.0
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111812598B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 夏曉云;張玉石;李清亮;尹志盈;朱秀芹;黎鑫;許心瑜;張浙東;張金鵬;尹雅磊;趙鵬;李慧明;李善斌;萬晉通;余運超
• 申請（專利權）人: 中國電波傳播研究所（中國電子科技集團公司第二十二研究所）
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 青島博雅知識產權代理事務所(普通合伙) 37317
• 代理人: 封代臣

本發明公開了一種基于時域頻域多特征的地海雜波分類方法，包括如下步驟：步驟1，計算單個雷達空間分辨單元回波的歸一化功率方差、多普勒帶寬、多普勒譜熵和多普勒譜峰值功率比：步驟2，基于步驟1生成地雜波和海雜波的特征數據和類別數據：步驟3，構建BP神經網絡，步驟4，計算雷達探測場景中每個空間分辨單元的歸一化功率方差、多普勒帶寬、多普勒譜熵和多普勒譜峰值功率比，步驟5，根據輸出結果進行判斷。本發明所公開基于時域頻域多特征的地海雜波分類方法，可以實現不同運動平臺雷達的地、海雜波分類。

技術領域

本發明屬于雷達雜波特性研究領域，特別涉及該領域中的一種基于時域頻域多特征的地海雜波分類方法，可用于雷達探測場景中的地海雜波分類。

背景技術

海上監視雷達探測場景復雜，其中不僅包含海洋區域還包含陸地區域及海上島嶼等。為提高雷達目標檢測性能，需要先驗的雜波知識，將雷達對海監視場景劃分為海雜波區域和地雜波區域，對其分別進行處理可以提高雷達探測性能。雜波特性研究表明，地、海雜波在幅度統計特性、譜特性、散射特性等方面均存在一定的差異，這為地、海雜波分類提供了依據。T.B.Sarikaya,G.Soysal,M.Efe,E.Sobaci,T.Kirubarajan,“Sea-landclassification using radar clutter statistics for shore-based surveillanceradars,”Radar 2017,Belfast,pp.1-4,2017公開了一種地海雜波分類方法，該方法利用雷達多個掃描周期回波的平均幅度、K分布形狀參數和時間相關性作為分類特征。該方法存在多個局限性：一是沒有考慮雷達回波的相位信息；二是利用雷達回波幅度的K分布形狀參數限定了雜波的幅度分布模型；三是針對每個雷達空間分辨單元的幅度分布和時間相關性等統計特性的估計均需要大量的數據樣本，文獻中利用多個掃描周期的回波數據來解決單個雷達空間分辨單元數據樣本不足的問題，使該方法僅限適用于工作在靜止平臺的雷達；四是同一探測場景中不同雷達空間分辨單元的物理參數存在差異，地雜波和海雜波散射強度的動態范圍存在混疊區，使得幅度均值特征在地海雜波分類中的有效性減弱。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種基于時域頻域多特征的地海雜波分類方法。

本發明采用如下技術方案：

一種基于時域頻域多特征的地海雜波分類方法，其改進之處在于，包括如下步驟：

步驟1，計算單個雷達空間分辨單元回波的歸一化功率方差、多普勒帶寬、多普勒譜熵和多普勒譜峰值功率比：

步驟11，雷達第j個距離單元、第k個方位單元的回波數據表示為復數序列x_j,k＝{x(n；j,k),n＝1,2,...,N}，其中j、k表示自然數，其相應的功率值表示為x′_j,k＝{|x(n；j,k)|²,n＝1,2,...,N}，其中|·|表示取絕對值，該分辨單元的歸一化功率方差為其中var{·}表示取方差，max{·}表示取最大值；

步驟12，計算第j個距離單元、第k個方位單元雷達回波的多普勒功率譜y_j,k：

其中y_j,k為M維向量，fft(·)表示快速傅里葉變換，表示向上取整；

步驟13，基于多普勒功率譜y_j,k，計算多普勒帶寬B(j,k)、多普勒譜熵E(j,k)和多普勒譜峰值功率比R(j,k)：

步驟2，基于步驟1生成地雜波和海雜波的特征數據F和類別數據s：