海杂波的建模及CFAR目标检测研究

论文摘要

对正在工作的雷达而言,海表面对发射信号的后向散射作用常常严重限制了雷达对舰船、飞机、导弹、导航浮标以及其它与海表面同在一个雷达分辨单元内的目标的检测能力。这种干扰信号一般被称为海杂波或海表面回波。为了使雷达仿真系统在海杂波背景下有效地检测出目标信号,本文研究了海杂波的建模与仿真及CFAR（恒虚警）目标检测技术。主要工作如下:首先,简单描述了海杂波的生成机理,然后根据雷达海杂波幅值统计特性进行模型的建立并且设计了基于无记忆非线性变换法（ZMNL）和球不变随机过程法（SIRP）的海杂波仿真模型。通过对仿真结果的概率密度和功率谱的分析证明仿真模型的正确性和有效性。其次,在海杂波背景下,针对CFAR目标检测技术分别研究瑞利分布、对数正态分布、韦布尔分布、K分布海杂波背景的CFAR目标检测方法。其中重点研究K分布海杂波背景基于改进的M—估计器和OSGO-CFAR检测器的双参数CFAR检测器,然后取不同参考滑窗长度N对K分布海杂波下的双参数CFAR检测器进行仿真,通过仿真结果分析知道可以通过加大前后沿滑窗长度的方法来提高恒虚警的精度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 杂波建模与仿真研究现状
• 1.2.1 杂波建模方法现状
• 1.2.2 杂波仿真方法现状
• 1.3 杂波背景下目标检测技术研究现状
• 1.4 论文研究内容及章节安排
• 第2章 海杂波的建模
• 2.1 海杂波的生成机理
• 2.1.1 一阶海杂波产生机理
• 2.1.2 高阶海杂波产生机理
• 2.2 海杂波的概率分布模型
• 2.3 海杂波各分布 PDF分析
• 2.3.1 瑞利分布 PDF分析
• 2.3.2 对数正态分布 PDF分析
• 2.3.3 韦布尔分布 PDF分析
• 2.3.4 K分布 PDF分析
• 2.4 海杂波功率谱模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 海杂波的仿真
• 3.1 海杂波仿真方法研究
• 3.1.1 无记忆非线性变换法
• 3.1.2 球不变随机过程法
• 3.1.3 相关滤波器的设计
• 3.2 瑞利分布海杂波仿真
• 3.2.1 瑞利分布海杂波仿真模型
• 3.2.2 瑞利分布海杂波仿真步骤
• 3.2.3 瑞利分布海杂波仿真结果
• 3.3 对数正态分布海杂波的仿真
• 3.3.1 对数正态分布海杂波仿真模型
• 3.3.2 对数正态分布海杂波仿真步骤
• 3.3.3 对数正态分布海杂波仿真结果
• 3.4 相干相关韦布尔分布海杂波仿真
• 3.4.1 相干相关韦布尔分布海杂波仿真模型
• 3.4.2 相干相关韦布尔分布海杂波仿真步骤
• 3.4.3 相干相关韦布尔分布海杂波仿真结果
• 3.5 相干相关 K分布海杂波仿真
• 3.5.1 相干相关 K分布海杂波 SIRP法仿真模型
• 3.5.2 相干相关 K分布海杂波仿真步骤
• 3.5.3 相干相关 K分布海杂波的仿真结果
• 3.6 本章小结
• 第4章 海杂波背景 CFAR目标检测研究
• 4.1 引言
• 4.2 高斯背景下海杂波的CFAR检测
• 4.2.1 ML类 CFAR检测方法
• 4.2.2 有序统计量OS（Order statistics）类 CFAR检测
• 4.3 非高斯海杂波背景下的CFAR检测
• 4.3.1 OSTWO-CFAR检测器
• 4.3.2 MLH-CFAR检测器
• 4.4 本章小结
• 第5章 K分布海杂波背景的CFAR目标检测
• 5.1 引言
• 5.2 改进的M-估计器理论
• 5.2.1 M-估计器
• 5.2.2 改进的M-估计器
• 5.3 相关 K分布杂波 OSGO-CFAR检测器
• 5.3.1 OSGO-CFAR检测器
• 5.3.2 OSGO-CFAR检测器恒虚警证明
• 5.3.3 最佳序值k的选取
• 5.3.4 门限系数 T与恒虚警率
• 5.4 相关 K分布海杂波双参数 CFAR目标检测器仿真
• 5.4.1 相关 K分布海杂波输入信号的产生
• 5.4.2 双参数 CFAR目标检测仿真
• 5.4.3 仿真结果
• 5.5 性能分析
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢