扰动反馈作用下雷达目标与海杂波差异特性认知研究

The existence of target can disturb the state of sea surface, and most target detection methods make use of this disturbance to detect targets within sea clutter; sea surface also has feedback effect to targets, and this kind of feedback effect is very beneficial to target detection. Based on real radar data, the research project will respectively study the properties of the dimension-uniting sea clutter and half-space targets, under the simultaneous consideration of the disturbance effect of target to sea surface and the feedback effect of sea surface to target, and find the characteristics that can steadily reflect the differences of sea clutter and target echoes. Research method: (1) analyze the distance-azimuth-dimension sea clutter properties in time domain, space domain and transform domain under the consideration of the disturbance effect; (2) study the fluctuating properties, micro-motion properties and spectrum properties of half-space targets under the consideration of the feedback effect; (3) comparatively study the same types of characteristics from both aspects of sea clutter and target, and extract the characteristics that can steadily reflect the differences of sea clutter and target echoes. Finally, the performance of these characteristics will be verified by real radar data.

目标的存在对海面具有扰动作用，多数目标检测方法均利用这种扰动作用检测目标；海面对目标也具有反馈作用，并且这种反馈作用对目标检测十分有益。本项目将基于雷达实测数据，在同时考虑目标对海面的扰动作用和海面对目标的反馈作用前提下，研究联合维度海杂波特性和半空间目标特性，寻求可稳定反映目标与海杂波差异的特征。研究方法：（1）在目标扰动作用下分析距离-方位联合维度的海杂波时域、空域和变换域特性；（2）在海面反馈作用下研究半空间目标回波的起伏、微动和谱特性；（3）从海杂波和目标两方面开展同类型特性对比研究，提取可稳定反映海杂波与目标差异的特征，并采用雷达实测数据进行验证。

目标的存在对海面具有扰动作用，多数目标检测方法均利用这种扰动作用检测目标；海面对目标也具有反馈作用，并且这种反馈作用对目标检测十分有益。本项目基于X和S波段实测海杂波数据，主要研究了扰动反馈作用下的海杂波特性，对比分析了不同极化、海况和目标扰动条件下的海杂波幅度分布特性，不同极化、入射余角和目标扰动条件下的时间与空间相关特性，采用高分辨率时频分解（Hilbert-Huang变换）后海杂波在多个域中的特性规律，提出了基于高分辨率时频分解的强海杂波抑制和基于差异特征的目标检测方法，由于慢速目标主要与海杂波低频IMF成分耦合，通过剔除高频IMF成分能量，抑制海杂波，凸显目标，在此基础上再提取统计特征、分形特征等差异特征，进一步抑制剩余杂波，提高目标与背景的对比度。本项目基于大量不同条件下的离线海杂波数据统计分析得到的研究结论，可为复杂海洋环境的实时分析与分辨提供技术支撑，进而为针对探测场景变化自适应调整雷达检测方法处理流程和相应的参数设置奠定基础，具有重要的科学意义；提出的海杂波抑制与慢速目标检测方法，可有效剔除强海杂波的能量，降低背景的非均匀性和非线性起伏性，提升检测性能，在岸基、舰载和机载对海雷达对海上目标探测中具有良好的应用前景。