基于DBSCAN-3σ的雷达去噪算法研究
2021-10-30张荣福
光学仪器 2021年4期
张 浩,张荣福
(上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093)
引 言
随着现代电子科学技术的发展,微波雷达技术广泛应用于军用和民用领域,越来越多的探测设备都需要雷达技术的支持。与传统的传感器相比,微波雷达具有发射功率低、分辨率高以及穿透性强等特点。这些特点使得微波雷达技术在运动目标检测方面具有较大的优势,可以在医疗、救援搜索等[1-3]领域发挥越来越重要的作用。
微波雷达发射电磁信号时,由于多普勒效应,其回波信号会携带被测目标的运动特征。然而,由于系统本身的高灵敏度,检测目标背景仍会产生大量噪声,目标运动信息很容易淹没在背景噪声中,以致影响运动信息的特征提取,所以去噪成为发挥雷达探测能力的关键。目前,常用的去噪和数据提取算法主要有:经验模态分解算法(empieical mode decomposition, EMD)、小波变换、基于机器学习的去噪算法等。
Wang等[4]以EMD的阈值去噪算法为原型,提出了一种对雷达信号进行奇异谱约束的总体经验模态分解(EEMD)改进算法。这种方法将雷达信号分解成若干固有模态函数(IMF),通过过滤含有噪声的IMF来去噪。但经验模态分解方法存在模态混合的问题,导致时频分布严重混叠,在信噪比低时存在性能不稳定、信号失真,不能有效去噪。Nguyen等[5]结合连续小波变换和EMD算法进行去噪,从雷达回波信号中检测出短时心血管脉冲。小波变换虽然有良好的时频分辨率,但结果主要取决于小波基函数的选择,不具有很好的稳定性。……
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