一種相干積累的海面目標檢測方法

廉志玲

（中國電子科技集團第三十八研究所，安徽 合肥230031）

0 引言

海面目標的檢測存在一定的難度，一方面是由于海面目標的運動速度較慢，很難在速度上將其區分開來；另一方面是由于海雜波的分布特性跟海情密切相關。

當前，針對海雜波背景下的目標檢測的研究很多都集中在海雜波的分布特性上，并針對不同的雜波分布，提出不同的檢測方法，并已取得了大量的成果。在提高目標的信雜比方面，當前有相干積累（MTD，Moving Target Detection），非相干積累（NCI，Non-coherent integration）以及自適應檢測等方式，相對于自適應檢測，相干積累和非相干積累具有實現簡單，運算量小等優點。

本文討論了相干積累與非相干積累的優劣，并基于實測數據進行了驗證。

1 非相干處理

非相干處理方法在包絡檢波后進行，又稱視頻積累器，它只利用了信號的幅度信息，沒有利用信號的相位信息。。非相干積累的效率要比相干積累的效率要低，事實上，非相干積累的效率總是小于脈沖個數。非相干積累方法具有實現簡單，對脈沖之間起伏不敏感等優點，非相干處理的處理流程如圖所示：

圖1 非相干處理流程

2 相干處理

相干積累在包絡檢波之前進行，利用接收脈沖之間的相位關系，可以獲得信號幅度的疊加。從理論上說，相干積累的信噪比等于單個脈沖的信噪比乘以脈沖串的脈沖數M，即相干積累的信雜比改善可以達到M倍。相干積累一般通過FIR濾波或者FFT實現，相干積累的處理流程如下所示：

圖2 相參積累處理流程

將采集到的實測數據先進行脈沖壓縮，然后變換到距離-多普勒域得到下圖，可以看到，有較強的海雜波存在，對其進行雜波補償后，得到如下右圖結果。

圖3 沒有進行雜波補償的距離-多普勒圖

圖4 雜波補償后的距離-多普勒圖

3 實測數據分析

為了便于對相干積累和非相干積累的處理效果進行比較，我們選取有合作目標的實測數據進行處理，實測數據為脈沖壓縮之后的數據。對其分別采用相干處理和非相干處理的結果，得到如下檢測結果：

圖5 NCI和MTD的檢測結果(脈壓圖)

圖6 NCI和MTD的檢測結果(距離-多普勒圖)

我們分別選取強目標和弱目標，統計連續多幀信號的信雜比分別得到如下結果：

圖7 強目標在NCI和MTD下的信雜比

圖8 弱目標在NCI和MTD下的信雜比

從上面的幾幅圖我們可以看出：

（1）相比較于非相干積累，相干積累可以得到更高的信雜比，從而有更好的檢測性能。

（2）相干積累在提高檢測概率的情況下，也在一定程度上系統的虛警率，若要保持相同的檢測概率，需要提高門限。

4 結論

相干處理的性能要優于非相干處理的結果，實際工程中要根據實際情況選擇。若需要檢測小目標，則應選擇相干處理；若系統要求不高，從經濟成本和可實現性方面考慮應選取非相干積累。

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