基于高阶奇异值分解的OTHR海杂波抑制算法.docx

基于高阶奇异值分解的OTHR海杂波抑制算法
基于高阶奇异值分解的OTHR海杂波抑制算法
摘要
随着卫星通信技术的发展，高频雷达系统在海洋辨识、海洋资源调查等领域的应用越来越广泛。然而，由于海洋环境的复杂性，雷达系统在海上还面临着海杂波的干扰。为了有效抑制海杂波，提高雷达系统的性能，在本文中我们将提出一种基于高阶奇异值分解（High-orderSingularValueDecomposition，HOSVD）的OTHR（Over-the-horizonRadar）海杂波抑制算法。
本算法主要通过对输入数据进行分解、滤波和重构三个步骤来实现海杂波的抑制。首先，我们将输入数据用高阶奇异值分解进行分解。高阶奇异值分解能够将输入数据按照其各个分量的重要程度进行排序，而高阶奇异值则代表了相应分量的重要性。通过选择适当的阈值，我们可以将那些与海杂波相关的分量剔除，从而实现海杂波的抑制。
在分解的基础上，我们将对分解结果进行滤波。由于海洋环境中的杂波通常具有较高的频谱稳定性，我们可以利用这一特点来设计滤波器。具体地，我们将采用自适应滑动窗口的方法来滤除高频噪声。通过调整窗口的大小和滑动步长，我们可以在保留有效信号的前提下，尽可能地抑制海杂波。
最后，我们将对滤波后的数据进行重构。重构的过程主要涉及到逆高阶奇异值分解，以及对滤波后的数据进行适当的插值。通过重构，我们可以得到去除海杂波的结果，从而提高雷达系统的性能。
实验结果表明，本文提出的基于高阶奇异值分解的OTHR海杂波抑制算法能够有效地抑制海杂波，提高雷达系统的性能。与传统的OTHR海杂波抑制算法相比，本算法具有更好的抑制效果和更低的计算复杂度。因此，本算法对于海洋环境下雷达系统的应用具有一定的实际意义。
关键词：高阶奇异值分解、OTHR、海杂波抑制、滤波、重构
Abstract
Withthedevelopmentofsatellitecommunicationtechnology,high-frequencyradarsystemsarewidelyusedinoceanidentification,oceanresourcesurveyandotherfields.However,duetothecomplexityofthemarineenvironment,radarsystemsalsofacetheinterferenceofseaclutteratsea.Inordertoeffectivelysuppressseaclutterandimprovetheperformanceofradarsystems,inthispaper,weproposeanOTHR(Over-the-horizonRadar)seacluttersuppressionalgorithmbasedonHigh-orderSingularValueDecomposition(HOSVD).
Themainideaofthisalgorithmistosuppressseaclutterbydecomposing,filtering,andreconstructingtheinputdata.First,wedecomposetheinputdatausinghigh-ordersingularvaluedecomposition.High-ordersingularvaluedecompositioncanranktheimportanceofvariouscomponentsoftheinputdataaccordingtotheirimportance,andthehigh-ordersingularvaluesrepresenttheimportanceofthecorrespondingcomponents.Byselectinganappropriatethreshold,wecanremovethecomponentsrelatedtoseacluttertoachieveseacluttersuppression.
Basedonthedecomposition,wewillfilterthedecomposedresults.Sinceclutterinthemarineenvironmentusuallyhasahighspectralstability,wecanusethischaracteristictodesignfilters.Specifically,wewilluseanadaptiveslidingwindowmethodtofilterouthigh-frequencynoise.Byadjustingthesizeofthewindowandthesliding