FRFT域海杂波中目标的近似分形检测方法

摘要

本发明公开了一种分数阶傅里叶变换(FRFT)域海杂波中目标的近似分形检测方法，该技术属于雷达信号处理领域。现有的利用单一分形特征的海杂波中目标检测方法均为直接对雷达时域回波序列进行处理，在强海杂波背景下微弱运动目标检测性能较差。本发明将FRFT和单一分形处理方法巧妙结合，综合利用FRFT可以有效提升海面运动目标信杂比的优点和单一分形特征计算简便、准确度高的特点，在一定允许误差范围内提取海杂波FRFT谱的单一Hurst指数用于目标检测。该检测器结合利用了相参积累和单一分形理论的优点，对海杂波中的微弱运动目标具有良好的区分能力，同时该方法也适用于在非均匀分形杂波跟踪目标信号，具有推广应用价值。

主权项

FRFT域海杂波中目标的近似分形检测方法，其特征在于包括以下步骤：(1)设定各距离单元海杂波序列分数阶傅里叶变换变换阶数的统一起始值；(2)在一定允许误差范围内，确定在一系列特定变换阶数下海杂波分数阶傅里叶变换谱近似单一分形特性成立的尺度区间：单个距离单元的海杂波时间序列可以采用单一自相似过程建模，由此前提可得，在一定允许误差范围内，一系列特定变换阶数下的海杂波的分数阶傅里叶变换谱仅在某一尺度区间内具有近似单一分形特性，如下式所示$\left|F_{B_H}^{\left(p_{\alpha }\right)}\left(u\right)\right|\stackrel{s.t.a}{=}\frac{1}{{\left|\kappa \right|}^{H+1}}·\left|F_{B_H}^{\left(p_{\beta }\right)}\left(\frac{u}{\kappa }\right)\right|$其中，α和β为分数阶傅里叶变换过程中所采用的旋转角；p_α和p_β为与旋转角α和β相对应的变换阶数，且满足α＝p_απ/2，β＝p_βπ/2；κ表示尺度；u表示分数频率；H表示单一Hurst指数；和分别表示海杂波在变换阶数p_α和p_β下的分数阶傅里叶变换谱；|·|表示求模值，即计算海杂波分数阶傅里叶变换谱的幅度值；表示在统计意义下相等；“一系列特定变换阶数”是指变换阶数p_α与p_β满足关系tan(p_βπ/2)＝κ²tan(p_απ/2)，取允许误差为5％，则近似单一分形特性成立的尺度区间为[2⁷，+∞]，p_α和p_β均应在区间[‑1.3，‑0.7]或[0.7，1.3]内；(3)根据步骤(1)和步骤(2)得到的结果，计算海杂波分数阶傅里叶变换谱的单一Hurst指数，形成检测统计量，并与给定虚警概率条件下的检测门限进行比较，若低于检测门限，判决为目标单元，否则判决为杂波单元。