一种基于复杂网络的目标副瓣杂波消除方法与流程

本发明提出一种基于复杂网络的目标副瓣杂波消除方法，属于雷达信号处理技术领域。

背景技术：

在雷达边扫描边跟踪过程中，由于受到内部或者外部环境影响，从目标提取器中检测、录取的目标回波数据往往没有想象中的那么理想，例如，目标回波可能会在方位上产生分裂，有些强目标回波中含有大量的副瓣信息，实际回波中有为数不少的随即噪声、机内噪声、地物杂波、积极干扰和消极干扰点迹等。这些非真实目标点迹给目标的航迹相关和跟踪处理带来很大的麻烦，如果处理不好，那么不仅会使操作人员产生烦恼，而且目标的自动跟踪也容易出错。

尤其是强目标造成的副瓣杂波会对真实目标的探测造成很大的干扰，因为大的副瓣会在主瓣附近周围形成许多虚假目标，而且强目标的副瓣也会掩盖其邻近距离上的小目标，造成小目标的丢失，从而导致雷达虚警率提高。

目前常用的降低目标副瓣的常用方法包括：1、在脉冲压缩滤波器后级联一个具有某种锥削函数的副瓣抑制滤波器。2、通过构造正交杂波子空间来抑制旁瓣杂波。3、采用斜投影技术将强旁瓣目标抑制并进行运动目标检测等。

在专利“一种非连续谱高频雷达距离旁瓣抑制装置及其抑制方法”(专利号CN 101464513A)中，熊俊志提出一种基于贝叶斯正则化的非连续谱高频雷达距离旁瓣抑制装置及其抑制方法，其根据目标谱模型构造正则化函数，采用迭代法得到旁瓣抑制。该方法对距离旁瓣的抑制效果优良，对噪声的抑制效果好，但是其对多普勒不敏感，实现结构复杂，并且实现成本较高。

本文提出的一种基于复杂网络的目标副瓣杂波消除方法，能够通过上位机软件程序准确高效的识别出由同一个目标产生的副瓣杂波，并与主瓣区别开来，然后通过上位机程序将副瓣杂波不予以显示，达到消除副瓣的效果，对副瓣杂波的识别具有较高的准确性，并在副瓣杂波消除方面具有更低的成本，具有很高的实用性和通用性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于复杂网络的目标副瓣杂波消除方法，相比与利用副瓣保护天线消除目标副瓣杂波，本文提出的方法具有实现结构简单，副瓣消除效果较好，实现成本低的优势，具有很高的实用性和通用性。

本发明的技术方案如下：一种基于复杂网络的目标副瓣杂波消除方法，通过对n条经过点迹相关的航迹进行两两比较，实现副瓣杂波的消除，具体流程如下：

步骤1、在n条航迹中任选两条航迹a、b，读取航迹a、b的k时刻的航迹头坐标和其他相关参数，并将航迹的关联次数RN_ab置零。

步骤2、求得航迹a、b在k时刻的关联系数D(k)_ab、v(k)_ab、RCS(k)_ab，航迹a、b每关联上一次，则更新一次RN_ab，直至无法关联上。

步骤3、然后由1～RN_ab时刻的关联系数求得a、b两条航迹的关联系数D_ab、v_ab、RCS_ab。

步骤4、将得到的D_ab、v_ab分别与其对应的阈值δ_D、δ_v比较。若D_ab、v_ab都大于其阈值，并且与所有航迹已比较，则可判断该航迹为目标航迹，将其显示；若未与所有航迹比较，则返回与其他航迹继续比较。若D_ab、v_ab都小于其阈值，则表明航迹a、b为同一目标发出的副瓣或者为同一目标的主瓣和副瓣。

步骤5、当D_ab、v_ab都小于其阈值时，再比较两条航迹的RCS_ab。若RCS_ab小于其阈值δ_RCS，则表明两条航迹为同一目标的副瓣，将航迹删除；若RCS_ab大于其阈值δ_RCS，则表明航迹a、b中有一条为目标的主瓣形成的航迹，再比较航迹a、b的RCS_a、RCS_b，将RCS更大的予以显示。

本发明与传统利用副瓣保护天线消除目标副瓣杂波相比，，能够通过上位机软件程序准确高效的识别出由同一个目标产生的副瓣杂波，并与主瓣区别开来，然后通过上位机程序将副瓣杂波进行删除，对副瓣杂波的识别具有较高的准确性，并在副瓣消除方面具有更低的成本，具有很高的实用性和通用性。

附图说明

图1一种基于复杂网络的目标副瓣杂波消除方法总体实现流程图

图2未消除副瓣杂波时的目标航迹实测图

图3由航迹产生的有向复杂网络模型图

图4消除副瓣杂波后的目标航迹实测图

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明确，以下参照附图对本发明进一步详细说明。

本发明提供一种基于复杂网络的目标副瓣杂波消除方法，如图1所示。通过对n条经过点迹相关的航迹进行两两比较，实现副瓣的消除，以图2中所示的未消除副瓣杂波的目标航迹实测图为例说明副瓣消除的具体流程：

(1)在n条航迹中任选两条航迹a、b，读取航迹a、b的k时刻相关参数，包括：D(k)_a、v(k)_a、RCS(k)_a、D(k)_b、v(k)_b、RCS(k)_b，其代表含义为k时刻航迹a、b的距离、Dopller速度、RCS参数。并将航迹的关联次数RN_ab置零。

(2)由在(1)中读取的相关参数求得航迹a、b在k时刻的关联系数D(k)_ab、v(k)_ab、RCS(k)_ab，求解方法如下所示：

因此，目标跟踪系统产生的航迹可以用一个由节点和有向边组成的有向复杂网络模型描述，如图3所示(图3中只列出了3条航迹组成的有向复杂网络)。然后判断航迹a、b能否关联上，每关联上一次，则更新一次RN_ab，更新方式为：RN_ab＝RN_ab+1，直至无法关联上。

(3)由1～RN_ab时刻的关联系数求得a、b两条航迹的关联系数D_ab、v_ab、RCS_ab，求解方法如下：

(4)将得到的D_ab、v_ab分别与其对应的阈值δ_D、δ_v比较，对应于图2中航迹图，δ_D、δ_v分别取30m、3m/s。若D_ab、v_ab都大于其阈值，并且与所有航迹已比较，则可判断该航迹为目标航迹，将其显示；若未与所有航迹比较，则返回与其他航迹继续比较。若D_ab、v_ab都小于其阈值，则表明航迹a、b为同一目标发出的副瓣或者为同一目标的主瓣和副瓣，初步实现了筛选出目标副瓣杂波的目的。

(5)当D_ab、v_ab都小于其阈值时，再将两条航迹的RCS_ab与其阈值δ_RCS比较，对应图2所示的航迹图，δ_RCS取9dB。若RCS_ab＜δ_RCS，则表明两条航迹为同一目标的副瓣，将航迹删除；若RCS_ab＞δ_RCS，则表明航迹a、b中有一条为目标的主瓣形成的航迹，再比较航迹a、b的RCS_a、RCS_b，将RCS更大的予以显示，其中RCS_a、RCS_b的求解过程如下：

至此，最终实现了对目标副瓣杂波的消除的目的，结果如图4所示。由图4可见对目标副瓣杂波具有较好的消除效果。

以上每个步骤都可以在上位机中实现，因而在上位机中即可实现对副瓣杂波的筛选，从而消除副瓣杂波。实现了雷达系统成本及复杂度的降低，对副瓣的识别具有较高的准确性，并且具有较好的副瓣消除效果，在实际应用中有很高的实用性和通用性。