基于四极化通道融合的海面漂浮微弱目标特征检测 - 信号处理.pdf

第３３卷　第３期 信 号 处 理 Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．３ ２０１７年３月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ Ｍａｒ．２０１７ 文章编号：１００３－０５３０（２０１７）０３－０３２４－０６ 基于四极化通道融合的海面漂浮微弱目标特征检测 许述文　蒲　佳 （西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室，陕西西安７１００７１） 摘　要：海杂波背景下的微弱漂浮目标检测是雷达目标检测的热点和难点问题。由于海杂波背景下的微弱漂浮 目标的回波能量低和多普勒频率通常位于主杂波区，传统的自适应类相参积累检测方法无法有效检测该类目标。 基于特征类的目标检测方法是解决海面漂浮目标检测问题的有效途径。本文首先分别提取四个极化通道的三种 时域和频域特征（相对平均振幅、相对多普勒峰高和向量熵），然后在极化通道维度上进行融合，获得四极化通 道融合特征。最后，在三维特征空间中使用快速凸包学习算法来确定海杂波的判决区域，从而完成检测。实测 海杂波数据实验验证了新方法的有效性，并表明其具有优良的检测性能。 关键词：海杂波；目标检测；极化通道融合；三维特征空间 中图分类号：ＴＮ９５９．１　　　文献标识码：Ａ　　　ＤＯＩ：１０．１６７９８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３０５３０．２０１７．０３．０１１ ＦｌｏａｔｉｎｇＳｍａｌｌＴａｒｇｅｔｓＤｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎＳｅａＣｌｕｔｔｅｒＢａｓｅｄｏｎ ＦｏｕｒＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＣｈａｎｎｅｌｓＦｕｓｉｏｎ ＸＵＳｈｕｗｅｎ　ＰＵＪｉａ （ＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｆＲａｄａｒＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１００７１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｆｌｏａｔｉｎｇｓｍａｌｌｔａｒｇｅｔｉｎｓｅａｃｌｕｔｔｅｒｉｓａｈｏｔｓｐｏｔａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｐｒｏｂｌｅｍｉｎｒａｄａｒｃｏｍｍｕｎｉｔｙ．Ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｄａｐｔｉｖｅｃｏｈｅｒｅｎｔｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｃａｎｎｏｔｄｅｔｅｃｔｔｈｅｓｅｔａｒｇｅｔｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｗｅａｋｅｎｅｒｇｙ ａｎｄｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇＤｏｐｐｌｅｒｄｏｍａｉｎｗｉｔｈｃｌｕｔｔｅｒ．Ｔｈｅｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｔｏｓｏｌｖｅｓｅａ ｆｌｏａｔｉｎｇｓｍａｌｌｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｆｉｒｓｔｌｙｔｈｅｔｉｍｅｄｏｍａｉｎａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ（ｔｈｅｒｅｌ ａｔｉｖｅａｖｅｒａｇｅａｍｐｌｉｔｕｄｅ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅＤｏｐｐｌｅｒｐｅａｋｈｅｉｇｈｔａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｖｅｃｔｏｒｅｎｔｒｏｐｙ）ａｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｆｒｏｍｆｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌｓ．Ｔｈｅｎｔｈｅｙａｒｅｆｕｓｅｄｔｏｆｏｕｒｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｔｙ．Ｆｉｎａｌ ｌｙｔｈｅｆａｓｔｃｏｎｖｅｘｈｕｌｌｌｅａｒｎｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｄｅｃｉｓｉｏｎｒｅｇｉｏｎｏｆｓｅａｃｌｕｔｔｅｒａｎｄｄｅｔｅｃｔｔａｒｇｅｔｓｒｅｔｕｒｎｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｂａｓｅｄｏｎｒｅａｌｄａｔａｓｅｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｈａｓａｇｏｏｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏ