高分辨雷达基于智能语义分割的黎曼流形复杂环境杂波抑制方法

来源：信号处理杂志 2025年第6期北京时间：

作者：严雨佳, 胡程, 蔡炯, 王廉钧, 杨翰东, 王锐

摘要：复杂杂波环境严重干扰对迁飞生物和无人机等低空目标的雷达探测，导致目标漏检与检测虚警的增多，因此，亟须研究有效的杂波抑制方法。本文提出一种基于智能语义分割的黎曼流形杂波抑制方法，在高分辨雷达低空气象杂波与地杂波叠加、杂波类型与特性随空间变化的复杂杂波环境中有效实现杂波抑制。该方法首先基于U-net网络实现对多类型杂波的智能语义分割，在距离-多普勒域辨识不同类型的杂波区域，引导后续杂波分治抑制。利用由高分辨相控阵雷达采集的实测雨杂波与地杂波数据构建杂波语义分割数据集，用于训练杂波智能语义分割网络。杂波智能语义分割将高分辨雷达回波在多普勒维按杂波类别划分为不同子频带。其次，针对每一类杂波区域，利用参考单元样本在黎曼流形中的几何均值估计杂波功率谱密度，其中，参考单元由杂波语义分割结果选择，有效避免将时频特性不同的样本用于估计。最后，基于杂波功率谱密度构建自适应杂波抑制滤波器，实现杂波抑制。本文基于不同天气、不同雷达波位采集的多组实测高分辨杂波数据验证了所提杂波抑制方法的性能，采用实测杂波数据叠加仿真目标、包含杂波与目标的实测数据两种情况下的实验结果表明，所提方法在复杂多类型杂波环境中能够有效抑制杂波，提高目标信杂比。

关键词：高分辨杂波, 杂波语义分割, 杂波抑制, 黎曼流形