一種相干積累的海面目標(biāo)檢測方法

廉志玲

（中國電子科技集團第三十八研究所，安徽 合肥230031）

0 引言

海面目標(biāo)的檢測存在一定的難度，一方面是由于海面目標(biāo)的運動速度較慢，很難在速度上將其區(qū)分開來；另一方面是由于海雜波的分布特性跟海情密切相關(guān)。

當(dāng)前，針對海雜波背景下的目標(biāo)檢測的研究很多都集中在海雜波的分布特性上，并針對不同的雜波分布，提出不同的檢測方法，并已取得了大量的成果。在提高目標(biāo)的信雜比方面，當(dāng)前有相干積累（MTD，Moving Target Detection），非相干積累（NCI，Non-coherent integration）以及自適應(yīng)檢測等方式，相對于自適應(yīng)檢測，相干積累和非相干積累具有實現(xiàn)簡單，運算量小等優(yōu)點。

本文討論了相干積累與非相干積累的優(yōu)劣，并基于實測數(shù)據(jù)進行了驗證。

1 非相干處理

非相干處理方法在包絡(luò)檢波后進行，又稱視頻積累器，它只利用了信號的幅度信息，沒有利用信號的相位信息。。非相干積累的效率要比相干積累的效率要低，事實上，非相干積累的效率總是小于脈沖個數(shù)。非相干積累方法具有實現(xiàn)簡單，對脈沖之間起伏不敏感等優(yōu)點，非相干處理的處理流程如圖所示：

圖1 非相干處理流程

2 相干處理

相干積累在包絡(luò)檢波之前進行，利用接收脈沖之間的相位關(guān)系，可以獲得信號幅度的疊加。從理論上說，相干積累的信噪比等于單個脈沖的信噪比乘以脈沖串的脈沖數(shù)M，即相干積累的信雜比改善可以達到M倍。相干積累一般通過FIR濾波或者FFT實現(xiàn)，相干積累的處理流程如下所示：

圖2 相參積累處理流程

將采集到的實測數(shù)據(jù)先進行脈沖壓縮，然后變換到距離-多普勒域得到下圖，可以看到，有較強的海雜波存在，對其進行雜波補償后，得到如下右圖結(jié)果。

圖3 沒有進行雜波補償?shù)木嚯x-多普勒圖

圖4 雜波補償后的距離-多普勒圖

3 實測數(shù)據(jù)分析

為了便于對相干積累和非相干積累的處理效果進行比較，我們選取有合作目標(biāo)的實測數(shù)據(jù)進行處理，實測數(shù)據(jù)為脈沖壓縮之后的數(shù)據(jù)。對其分別采用相干處理和非相干處理的結(jié)果，得到如下檢測結(jié)果：

圖5 NCI和MTD的檢測結(jié)果(脈壓圖)

圖6 NCI和MTD的檢測結(jié)果(距離-多普勒圖)

我們分別選取強目標(biāo)和弱目標(biāo)，統(tǒng)計連續(xù)多幀信號的信雜比分別得到如下結(jié)果：

圖7 強目標(biāo)在NCI和MTD下的信雜比

圖8 弱目標(biāo)在NCI和MTD下的信雜比

從上面的幾幅圖我們可以看出：

（1）相比較于非相干積累，相干積累可以得到更高的信雜比，從而有更好的檢測性能。

（2）相干積累在提高檢測概率的情況下，也在一定程度上系統(tǒng)的虛警率，若要保持相同的檢測概率，需要提高門限。

4 結(jié)論

相干處理的性能要優(yōu)于非相干處理的結(jié)果，實際工程中要根據(jù)實際情況選擇。若需要檢測小目標(biāo)，則應(yīng)選擇相干處理；若系統(tǒng)要求不高，從經(jīng)濟成本和可實現(xiàn)性方面考慮應(yīng)選取非相干積累。

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