【摘要】：天波超視距雷達(dá)(Over-the-Horizon Radar,OTHR)在早期預(yù)警、目標(biāo)檢測以及海洋遙感等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。天波雷達(dá)接收信號中的射頻干擾和海雜波嚴(yán)重影響了OTHR目標(biāo)檢測和跟蹤的性能。針對該問題,本文通過聯(lián)合信號處理與圖像處理,提出射頻干擾抑制的新方法,建立天波雷達(dá)自適應(yīng)處理方案,以提高雷達(dá)對強(qiáng)干擾抑制的魯棒性,增強(qiáng)雷達(dá)自適應(yīng)處理能力。本文針對OTHR性能受干擾影響的問題,通過聯(lián)合信號處理與圖像處理兩個學(xué)科領(lǐng)域的理論和技術(shù)展開研究,主要包括以下幾點:(1)圖像的生成方法與干擾特征分析OTHR灰度圖像是信號處理與圖像處理聯(lián)合研究的起點,灰度圖像的生成方法與設(shè)計需要基于對接收信號的特性分析,給出生成所需圖像的維度意義。以天波雷達(dá)幅度圖為出發(fā)點,利用灰度變換函數(shù)將OTHR幅度圖轉(zhuǎn)換為灰度圖像,然后分析各種信號(海雜波、射頻干擾以及目標(biāo)信號)在圖中表現(xiàn)的各種形式,為引入圖像分割方法打下基礎(chǔ)。(2)基于圖像分割的窄帶射頻干擾提取與抑制窄帶射頻干擾在距離-多普勒(Range-Doppler Spectrum,RDS)圖上表現(xiàn)為平行于距離維的直線。當(dāng)窄帶射頻干擾靠近海雜波時,干擾可能被海雜波所覆蓋,甚至被淹沒,導(dǎo)致干擾數(shù)據(jù)無法被精確提取。基于圖像分割技術(shù),將傳統(tǒng)RDS圖轉(zhuǎn)換為灰度圖像,利用高斯-拉普拉斯算子消除海雜波的影響,再結(jié)合邊緣檢測算子以及設(shè)計直線檢測算法準(zhǔn)確檢測射頻干擾直線所在位置,進(jìn)而精確地恢復(fù)出干擾數(shù)據(jù),實現(xiàn)干擾的完全抑制。(3)基于海雜波提取的寬帶射頻干擾抑制寬帶射頻干擾在RDS圖中表現(xiàn)為幅度小于海雜波且遍布整個圖的條紋狀。針對寬帶干擾抑制,干擾數(shù)據(jù)一般取多倍Bragg頻率以外的區(qū)域,但是受海雜波的影響導(dǎo)致該區(qū)域的干擾數(shù)據(jù)不完備,使得干擾抑制不完全。本文利用恒虛警算法并結(jié)合DRLSE的圖像分割算法,準(zhǔn)確提取出海雜波區(qū)域,然后恢復(fù)出寬帶干擾數(shù)據(jù),并結(jié)合濾波器完全抑制干擾。(4)基于紋理粗糙度的自適應(yīng)干擾最優(yōu)抑制在OTHR接收信號中,由于干擾與噪聲的參數(shù)未知,致使干擾抑制算法沒有理論最優(yōu)指標(biāo)作為參考標(biāo)準(zhǔn)。本文通過分析RDS圖中非雜波區(qū)域的灰度紋理特性,提出使用Tamura紋理粗糙度作為抑制算法自適應(yīng)優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn),使干擾抑制算法可以自動修正參數(shù),通過循環(huán)迭代最終實現(xiàn)干擾最優(yōu)抑制。
【圖文】：

圖 1.1 天波超視距雷達(dá)的工作示意圖超視距雷達(dá)工作于高頻段，，該頻段也是射頻干擾(RadioFI)發(fā)生的主要頻段，現(xiàn)代天波雷達(dá)的發(fā)展需要解決射頻干雷達(dá)常規(guī)信號處理后的距離-多普勒譜圖(Range-Doppler同形態(tài)的污染（典型表現(xiàn)如圖 1.2 所示），嚴(yán)重制約了天能力的性能。多距多50100150200250300

有鑒于此，本文保留了傳統(tǒng)方法中的邊緣檢測算子方法，舍棄了 Hough 直檢測算法，針對高頻雷達(dá)中的 RFI 直線，專門設(shè)計了“先檢測子線段，再連接整線段”的直線檢測算法。3.3 窄帶干擾直線檢測算法直線檢測算法基于灰度圖像進(jìn)行操作，首先將 RDS 幅度圖利用灰度變換函（式(2.4)）轉(zhuǎn)換為灰度圖像，其次針對海雜波，使用 LOG 算子去除海雜波的影響再利用邊緣檢測算子檢測直線邊緣并進(jìn)行二值化處理，然后設(shè)計分段直線檢測法檢測干擾直線，最后提取出干擾區(qū)域并恢復(fù)出干擾數(shù)據(jù)。該方法的具體流程圖 3.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN957.52

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