时域雷达目标检测算法研究

作     者：康润 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨宏春

授予年度：2023年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 081001[工学-通信与信息系统] 081002[工学-信号与信息处理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：时域雷达 超宽带雷达 目标检测 图像分割 

摘      要：时域雷达具有穿透能力强、距离分辨率高、目标识别能力强等优点,在目标检测、目标成像等方面具有广阔的应用前景。然而,从复杂环境下的时域雷达B-Scan成像图中将目标与探测背景分离并不容易,本文针对这一问题,对时域雷达的目标检测算法展开了深入研究,具体工作概括如下:1.研究了时域雷达脉冲信号及回波信号预处理方法。将一阶高斯信号作为时域雷达脉冲信号源,分析一阶高斯脉冲信号与零阶高斯脉冲信号的时域、频域特征。对时域雷达回波信号形式及其在时域雷达B-Scan图像中的特征进行介绍,并详细说明了回波信号预处理方法,主要包括插值处理、时间校正、幅度归一化、平均降噪、带通滤波、增益控制和中值滤波七个步骤。2.提出了一种基于图像分割的时域雷达多目标检测算法。介绍单目标检测算法的相关原理及具体算法流程,利用仿真数据说明该算法在实际应用场景里对多目标检测存在一定的局限性。介绍了基于图像分割的多目标检测算法的相关原理以及具体算法流程,同时利用仿真数据对算法可行性进行测试验证,结果表明基于图像分割的多目标检测算法可行,能顺利检测目标。3.多种实验从不同角度对算法进行验证。搭建了时域雷达实验系统,设计了多种实验:多目标检测实验用于验证算法在空气中对多个目标的检测能力;探测距离实验用于验证算法在空气中对金属目标较远距离目标的检测能力;水体检测实验用于验证算法在空气中对水体目标的检测能力;钻孔测井实验用于验证算法在地下复杂介质环境下对金属目标的检测能力。多个实验结果表明,该算法能够在实际应用场景里实现对目标的有效检测。