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基于奇异值分解的空域海杂波抑制算法

2021-09-02王龙岗岳显昌吴雄斌易先洲

电波科学学报 2021年4期

王龙岗 岳显昌 吴雄斌 易先洲

(武汉大学电子信息学院,武汉 430072)

引 言

短波波段垂直极化的电磁波沿海洋表面传播时具有衰减小且能够绕射传播的特点,因此高频地波雷达(high frequency surface wave radar, HFSWR)可克服地球曲率的影响,实现对海洋表面和低空目标的超视距、全天候探测,具有探测范围广、成本低、实时性好等特点,成为探测海面和低空目标的重要手段[1].

HFSWR进行目标探测时,除了目标回波信号外,回波当中还存在大量的干扰信号,其中由海浪散射产生的回波信号称为海杂波. 回波中一阶海杂波的强度往往比目标信号强得多[2],而且舰船等低速目标的多普勒频率与海杂波的Bragg峰相近,从而被淹没在海杂波中,很难被检测到[3]. 因此对海杂波进行抑制,是HFSWR实现对一阶海杂波谱中目标检测的关键.

目前,HFSWR检测舰船目标的方法主要有海杂波对消法和现代谱估计方法[4]. 其中海杂波对消方法包括基于模型的对消方法、循环对消方法和预测对消方法. 基于模型的对消方法是通过对海杂波进行建模,然后将利用模型得到的海杂波作为背景,进行对消处理[5-6]. 这种方法要求建立的模型与真实的海杂波特性较好地吻合,否则无法达到理想的效果. 循环对消方法主要有Root[7]、郭欣等[8]提出的基于快速傅里叶变换(fast Fourier transform, FFT)的幅度、相位分析的对消方法和基于扩展Prony算法的循环对消算法[9]. 预测对消法[10]是借助神经网络通过数据训练来提取海杂波的参数,进行海杂波对消. 循环对消法和……

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