基于變換域分形的海面小目標快速檢測

尹鵬智, 戴恩澤

(中南大學自動化學院，長沙 410000)

0 研究背景及難點

在海雜波領域的60多年研究進程中，科研工作者取得了較大的研究進展與成果。現代雷達信號處理中的目標回波信號可近似為線性調頻信號(Chirp)，而待分數階傅里葉變換 (FRFT)[1]處理后，在特定變換階次下(即最優階次)目標信號會在分數域形成明顯的沖擊，目標回波的能量聚集使得信雜比得到改善。反觀純海雜波在分數域內能量無法形成有效的聚集，因此有學者提出利用FRFT改善雷達回波的信雜比后再進行分形檢測[2-3]。 文獻[2-4]在海雜波FRFT域的分形特征分析上取得了一定成果，且文獻 [5-7]利用FRFT域的多重分形特征進行目標檢測取得理論層面突破。但FRFT算法思路應用于實際工程仍有較大的困難，難點在于FRFT變換時需要先選取最優階次，需要較大的計算量[1]，且傳統的多重分形去趨勢波動分析(MFDFA)算法[8]性能不夠穩定。本文選取FRFT算法優化了最優階次的尋優過程，且改進了傳統MFDFA算法，提出了基于FRFT域分形的海面小目標快速檢測算法。海雜波中,尤其是低信雜比下的微弱目標檢測作為一個研究難點，在民用與軍用領域都具有重要意義。海面小目標的雷達反射截面(RCS)較小，雷達目標回波常被強海雜波淹沒[9-10]，該算法具有廣闊的應用前景。

1 變換域分形檢測基本算法

1.1 基于FRFT的檢測原理

FRFT[1]常用于信號處理， Chirp信號的檢測與參數估計是其中一種典型應用。早在1993年已經有學者驗證了FRFT與Wigner-Vile分布(WVD)的內在聯系，Chirp信號在……