基于MDCFT与水平集的高海情弹载雷达成像检测方法

doi:10.12305/j.issn.1001-506X.2024.04.13

系统工程与电子技术 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (4): 1247-1254.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2024.04.13

基于MDCFT与水平集的高海情弹载雷达成像检测方法

周利¹, 胡杰民²^,*, 付连庆¹, 凌三力¹

1. 西南电子技术研究所, 四川成都 610036
2. 浙江理工大学信息学院, 浙江杭州 310018

收稿日期:2021-04-07 出版日期:2024-03-25 发布日期:2024-03-25
通讯作者: 胡杰民
作者简介:周利(1992—), 女, 工程师, 硕士, 主要研究方向为雷达信息处理、目标检测识别跟踪算法
胡杰民(1983—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为雷达成像、雷达信号处理、雷达目标特性分析
付连庆(1983—), 男, 高级工程师, 博士, 主要研究方向为雷达总体设计、雷达信号与信息处理
凌三力(1994—), 女, 助理工程师, 硕士, 主要研究方向为RD图像目标检测识别、SAR图像目标检测识别
基金资助:
中电十所创新基金(20200323090224);中电十所创新基金(H20003.1);国防科技重点实验室基金(WDZC20205500208)

Imaging and detection under high sea state based on MDCFT and level set

Li ZHOU¹, Jiemin HU²^,*, Lianqing FU¹, Sanli LING¹

1. Southwest China Institute of Electronic Technology, Chengdu 610036, China
2. School of Information, Zhejiang SciTech University, Hangzhou 310018, China

Received:2021-04-07 Online:2024-03-25 Published:2024-03-25
Contact: Jiemin HU

摘要/Abstract

摘要：

针对舰船三维摆动和海尖峰制约高海情环境弹载雷达探测性能的问题, 面向高海情探测环境提出了一种新的成像检测思路。首先, 基于高海情环境分别建立舰船与海杂波回波模型；其次，将改进离散调频傅里叶变换算法(modified discrete chirp Fourier transform, MDCFT)引入回波多普勒成像，消除了高阶项相位导致的散焦现象；在此基础上，利用水平集算法分割目标与背景区域，然后利用聚类算法确定每个目标区域；最后，基于提取的目标特征判决每个区域对应的目标身份。利用仿真数据的实验结果验证了所提算法的有效性。所提方法综合考虑了成像与检测环节性能的提升，为高海情环境下的弹载雷达制导提供了一种可行思路。

关键词: 高海情, 目标检测, 水平集, 改进chirp傅里叶变换

Abstract:

In order to improve the performance of missile-borne radar constrained by ship three-dimensional oscillation and sea spikes under high sea state. A feasible imaging and detection idea is proposed. First of all, the echo model of ship and sea clutter under high sea state is established. Secondly, a modified discrete chirp Fourier transform (MDCFT) algorithm is applied for the Doppler imaging to eliminate the range Doppler (RD) image defocus caused by the high-order phase of echo. After that, the level set algorithm is used to detect the target area of the image and avoid the parameter setting steps in the constant false alarm rate (CFAR) algorithm, and the clustering algorithm is used to obtain the region of each target. Finally, the target features are extracted and used to determine whether the target is a ship. The effectiveness of the algorithm is verified by the experimental results of simulation data. This method takes into account the improvement in both imaging and detection steps, and provides a feasible idea for the guidance of missile-borne radar under high sea state.

Key words: high sea state, target detection, level set, modified discrete chirp Fourier transform

中图分类号:

TN95

周利, 胡杰民, 付连庆, 凌三力. 基于MDCFT与水平集的高海情弹载雷达成像检测方法[J]. 系统工程与电子技术, 2024, 46(4): 1247-1254.

Li ZHOU, Jiemin HU, Lianqing FU, Sanli LING. Imaging and detection under high sea state based on MDCFT and level set[J]. Systems Engineering and Electronics, 2024, 46(4): 1247-1254.

图/表 14

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参考文献 17

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雷达参数	取值
载频/GHz	5.2
PRF/Hz	1 000
带宽/MHz	80

目标旋转参数	X轴	Y轴	Z轴
常数项/(rad/s)	0.05	0.2	0.06
线性项/(rad/s²)	0.06	0.1	0.05
二次项/(rad/s³)	0.04	0.4	0.06

特征	目标1	目标2	目标3	目标4	目标5	目标6
径向长度/m	93.750	18.750	1.875	16.875	15.000	13.125
多普勒展宽/像素	66	43	12	21	21	24

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Imaging and detection under high sea state based on MDCFT and level set

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