23、基于熵的超宽带雷达穿透 foliage 目标检测方法

基于熵的超宽带雷达穿透 foliage 目标检测方法

1 引言

在复杂的 foliage 环境中进行目标检测是一项具有挑战性的任务。由于存在大量被称为杂波的无用回波，以及树干的散射和树枝的移动，使得 foliage 成为一个时变且丰富的散射环境。然而，森林为敌对势力及其恶意活动提供了庇护，而战士在这种环境中的感知能力较差。因此，寻找一种简单、实时高效、紧凑且易于在森林中部署的目标检测方法至关重要。

超宽带（UWB）雷达基于发射和接收具有非常高分数带宽（大于 0.2）的超短能量脉冲。UWB 雷达具有许多优点，如高带宽、出色的分辨率、高功率效率、低检测概率、对传统系统的低干扰以及穿透材料的能力。在本文的工作中，使用的频率范围在 300 MHz 至 3 GHz 之间，这个范围具有良好的分辨率和地面穿透能力。

窄带信号辐射的信号具有谐波，使其适合进行匹配滤波和与参考信号进行相关处理，但对于具有大量杂波和未知目标的 UWB 雷达来说，这种方法并不适用。此外，窄带信号在 foliage 环境中比 UWB 信号衰减得更快，但 UWB 信号对 foliage 中的对数正态阴影更敏感。

近年来，已经提出了几种基于信号处理算法的 UWB 雷达目标检测方法。例如，基于离散余弦变换（DCT）的方法在信号质量较差时，与雷达传感器网络（RSN）和 Rake 结构配合使用效果较好；基于差分的方法则适用于信号质量较好的情况。此外，使用 UWB 进行穿墙人体检测也是一个研究热点。

与许多专注于信号处理方法的研究不同，本文采用了一种基于信息理论的新方案。通过对空军收集的实验数据进行分析，发现有目标区域的回波比无目标区域的回波具有更多的随机现象。这一发现促使我们使用熵作为目标检