[發(fā)明專利]一種基于改進K-means聚類的旁瓣雜波跟蹤方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211282120.6
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115792888A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設計）人: 張鑫;羅成全;周陽辰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司雷華電子技術研究所
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G01S7/41
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 張夢龍

本申請?zhí)峁┝艘环N基于改進K?means聚類的旁瓣雜波跟蹤方法，屬于雷達信息處理技術領域，具體包括通過設置合適的背景電平檢測后所形成的疑似雜波目標數據集基礎上，按空間關系通過引用數據挖掘技術的聚類方法進行的后處理操作，針對具體雜波目標數據集，根據頻譜上分塊雜波目標的數目進行初始化分類數K_in，經過迭代計算目標數據集中樣本對象與聚類中心最小距離，對符合門限目標歸為一類，迭代結束后合并最終聚類中心間距小于D_L的所有類，確定聚類結果，并對類內目標數大于D_G且類內距離小于D_R的類作為雜波類進行保留。通過本申請的處理方案，能夠準確的區(qū)分出強旁瓣雜波的范圍與邊緣。

技術領域

本申請涉及雷達信息處理的領域，尤其是涉及一種基于改進K-means聚類的旁瓣雜波跟蹤方法。

背景技術

現代機載脈沖多普勒(PD)雷達對空下視探測目標時，主要使用中重頻(MPRF)波形工作模式。該模式采用全相參PD處理，即可實現對迎頭/尾隨目標的檢測、跟蹤，還可完成上視/下視全空域的目標監(jiān)視，因而被廣泛使用。

該模式目標檢測在一維“距離”和二維“距離-頻率”平面上進行，二維檢測主要利用目標與主雜波之間產生的多普勒頻差實現頻率分離，從而可使用恒虛警技術在清晰區(qū)完成目標檢測，以最大化提高檢測概率。

傳統(tǒng)恒虛警檢測方法使用滑窗計算檢測點周圍背景功率，如通過單元平均恒虛警(CA-CFAR)檢測處理方法，比較檢測點與背景功率的大小關系來判定目標。在獨立同分布瑞利包絡并且參考滑窗中沒有出現干擾目標回波、雜波邊緣情況下，該方法可以獲得準最優(yōu)的檢測性能。

當檢測單元位于主雜波、高度線雜波或強旁瓣雜波邊緣時，由于檢測單元所處的區(qū)域背景功率的高低以及參考窗滑窗中混入的強雜波或干擾目標回波，會引起檢測閾值的變化。如果僅使用傳統(tǒng)的恒虛警技術，會造成不同程度的檢測概率下降、目標遮蔽或者虛警概率上升，從而影響雷達的正常使用。

發(fā)明內容

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N基于改進K-means聚類的旁瓣雜波跟蹤方法，解決了現有技術中的問題，能夠準確的區(qū)分出強旁瓣雜波的范圍與邊緣。

本申請?zhí)峁┑囊环N基于改進K-means聚類的旁瓣雜波跟蹤方法采用如下的技術方案：

一種基于改進K-means聚類的旁瓣雜波跟蹤方法，其特征在于，包括：

步驟1，將RF平面分割成L個N×M的矩形窗，取出每個矩形窗內最大背景功率位置P_pos(i)＝[nr_i,nf_i],i＝1,2,3...,L作為后續(xù)聚類初始化值；

步驟2，對RF平面上的每個檢測點在距離向進行滑窗處理，滑窗寬度為W，得到每個檢測點的背景P_back[nr,nf],nr＝1,2,3...,Nr,nf＝1,2,3,...,Nf；

步驟3，判斷每個信號點是否為疑似雜波目標點，若信號點為疑似雜波目標點，則信號點位置雜波標志置1，雜波目標點Z＝Z+1，否則信號點位置雜波標志置0，最終形成雜波二值譜矩陣Clu[nr,nf]并存儲所有疑似雜波目標點的位置信息S_pos(i)＝[nr_i,nf_i],i＝1,2,3...,Z；

步驟4，統(tǒng)計每個矩形塊中信號點位置的雜波標志為1的數量，如果個數滿足預設門限，則表示矩形塊為雜波快，并記錄矩形窗內最大背景功率位置P_pos記為Clu_pos，記錄滿足預設門限矩形窗的數量；

步驟5，設定K-means聚類算法的輸入，S_pos作為雜波目標數據集，其中Z為雜波數據集大小，初始化類別數K_in＝c_block以及算法的迭代次數t；