基于实测数据的Ka波段海杂波极化特性研究

文中介绍了获取Ka波段海杂波的试验条件,并利用获取的实测数据进行了杂波特性分析.发现:HH极化与VV极化下海杂波的幅度分布区别不大,与瑞利、韦布尔及K分布拟合程度较为接近,与理论分析基本一致;海杂波时间相关性很短,在不同极化方式下变化不大;其空间相关长度约为4 m,且随着擦地角增加而略有增加.此外比较分析了HH和VV两种极化下海杂波后向散射系数随擦地角的变化趋势,在低擦地角情况下,VV极化条件下的海杂波后向散射系数高于HH极化.本文的研究结果为海杂波背景下低空小目标的检测研究提供了更加丰富有利的支撑.     

雷达海杂波尖峰时频分布特性研究

对雷达海尖峰进行了重新定义,使用短时傅里叶变换、平滑伪维格纳分布以及平滑内维格纳分布的重排形式3种工具分析了IPIX雷达杂波数据的单个距离分辨单元内海尖峰与时频分布之间的关系。研究表明,伴随海尖峰的发生,杂波对应的时频能量分布也较强。     

海杂波不规则动态特性的试验研究

首先充分论证海杂波的不规则动态特性。其根据是从一系列用不同的海杂波数据集完成的广泛且详细的试验中所获得的结果。这项研究的内容包括相关维数分析（以最大似然原理为基础）和Ｌｙａｐｕｎｏｖ频谱分析。Ｌｙａｐｕｏｖ（Ｋａｐｌａｎ－Ｙｒｋｅ）维数是Ｌｙａｐｕｎｏｖ频谱分析的副产品，业已发现它是相关（分数）维数很好的估值器。     

基于K分布舰载雷达海杂波仿真方法研究

海杂波的仿真对杂波环境下舰载雷达性能的研究具有重要意义。介绍了海杂波仿真的有关概念,研究了基于K分布海杂波的建模及实现方法,建立了一个较为准确的舰载雷达海杂波幅度分布模型和功率谱模型,最后以Matlab为平台给予了仿真实现,仿真数据与理论曲线吻合较好,仿真算法有效可行。结果表明,该方法可以有效地模拟舰载雷达海杂波特性,为雷达信号处理器的设计奠定了基础,该方法具有较高的估计精度和很好的工程实用性,对于雷达海杂波建模与仿真及其背景下目标检测研究具有现实意义。     

基于实测数据的海杂波特性分析

海杂波特性分析是进行海面目标检测算法优化设计和雷达性能预测的先决条件,文中对实测海杂波数据的统计特性和混沌特性进行了全面分析,进一步加深对海杂波的认识和了解。分析结果表明,所录取的数据符合K分布统计特性;根据现有的混沌特性判断准则,在一定程度上可以认为海杂波是具有混沌特性的,并利用Volterra滤波器构造一个非线性预测模型,验证了海杂渡是局部可预测的。     

海杂波幅度分布模型的研究

为改善雷达检测目标的能力,基于对海杂波幅度特性的分析,采用瑞利分布、韦布尔分布、对数正态分布、K分布进行仿真,并与实测数据对比,分析了四种分布方式的拟合特点。由结果可知,雷达处于低分辨率高擦地角时,适用于瑞利分布;当雷达处于高分辨率低擦地角时,适用于其余三种分布,其中正态分布拟合的效果较好。由四种分布的参数拟合图知,K分布参数可以作为特征参量,更好地将主、次目标单元分离开来,为提高雷达检测能力提供依据。     

X波段雷达实测海杂波的特性分析

舰载雷达和海岸警戒雷达的目标检测和跟踪性能与海杂波密切相关。对X波段雷达实测海杂波进行了功率谱密度和相关分析,得到了一些有益的结果。与VV极化相比,HH极化的海尖峰特性更明显;与HH极化相比,VV极化海杂波的功率谱密度具有更窄的带宽,且衰减得更快。而HH和VV极化海杂波具有相似的相关性,但HH极化的相关系数要比VV极化的要小。得到的结果对雷达目标检测与识别具有一定的借鉴意义。     

基于实测数据的海杂波K分布参数估计方法研究

针对海杂波K分布模型参数难以估计的特点,提出了一种自适应遗传求解算法。该算法利用相关熵作为适应度函数,按照自适应变异原则进行优化,实现了参数的准确估计。实测数据处理结果表明,该算法性能优于矩估计法和最大似然估计法,具有很高的估计精度和适应性,从而为最优检测算法设计提供依据。     

海杂波数据的采集与分析

介绍了海杂波数据的采集环境和采集方法，以及对海杂波数据幅度统计 特性和谱特性的分析方法和分析结果。     

我国渤海域微波雷达海杂波功率对数正态分布模化

对流层波导可以使电磁波在较小的衰减下实现超视距传播,也可能造成雷达盲区,引入干扰,降低雷达、无线电通信系统的性能.因此,海上对流层波导参数的实时探测反演具有重要的意义.利用雷达海杂波反演对流层波导（refractivity from clutter, RFC）是当前国内外研究热点.雷达海杂波作为RFC输入的主要信息,其功率在传播路径上分布的随机特性严重影响反演效果,本文利用2011-06-2011-08和2012-07-2012-11渤海域对流层波导测量数据开展传播路径上雷达海杂波功率分布特性研究,有助于反演.比较测量数据和分布模型的概率密度函数表明,传播路径上的微波雷达海杂波功率不服从雷利分布,而服从对数正态分布.     

基于海杂波的雷达探测效能估计技术

介绍了基于海杂波的雷达探测效能估计技术的基本原理,并与目前国内常用的雷达探测效能估计方法进行了比较,讨论了该技术实现过程中的3个关键问题：环境模型、电磁波传播模型和海杂波模型,重点分析了该技术的实现方法。     

对雷达杂波拖尾参数的提取

在传统的雷达杂波幅度分布参数的提取中，一直将整个杂波分布区域作为研究的对象，而实际感兴趣的区域在于大的杂波区域，即杂波拖尾区域。文中尝试提出了一种改进的方法，即只对拖尾区域作参数提取，仿真结果初步表明了该方法的有效性。     

高频雷达海杂波的多重分形建模方法研究

将多重分形理论引入高频雷达海杂波建模,提出了一种新的高频雷达海杂波的时域多重分形模型。对比分析了实测数据海杂波、分数布朗运动(FBM)模型和多重分形模型的质量指数函数和奇异指数,结果表明:该多重分形模型与实测数据具有相似的多重分形性。此外,通过对韦布尔分布、对数正态分布和瑞利分布三种最常用海杂波的概率密度函数的比较分析,并利用修正的柯尔莫哥洛夫-斯米尔洛夫(K-S)统计检验,得出了高频雷达海杂波的多重分形模型具有先验的统计特性的结论,从而进一步证明了该多重分形模型的合理性和有效性。     

基于门控循环神经网络的海杂波幅度预测

海杂波是雷达在海洋表面采集到的海面电磁散射回波.受海洋环境要素（风速、风向、浪高、浪向等）和雷达参数的影响,其幅度随时间具有随机起伏性,海杂波的幅度预测精度的提高有助于增加目标检测准确度.本文结合海杂波非高斯非线性的特点,提出了基于门控循环神经网络的海杂波幅度预测方法.通过对IPIX雷达和P波段雷达海杂波实测数据的预测分析,结果表明,本文方法相对已有传统方法具有更高的预测精度.     

基于实测数据的宽带雷达杂波模型分析与运动目标检测

给出了对一组实测宽带雷达回波的分析和处理,该宽带雷达回波数据是利用一部X波段1 GHz带宽的微型宽带雷达对城市中的某处立交桥观测得到的.分析了杂波幅度的分布和杂波的功率谱密度,得出了幂次函数形式的杂波经验谱.利用子带多普勒处理和Chirp-Z变换的方法对回波数据进行了杂波抑制,动目标回波多普勒色散补偿和相参积累处理.结果表明:该方法使杂波功率显著降低,而目标回波得到了增强.     

基于雷达海杂波的大气折射率剖面估计技术

基于雷达海杂波的海洋大气折射率剖面估计简称为RFC,RFC技术能实时地将雷达海杂波中携带的大气折射率空间分布信息提取出来,为舰载雷达和通信系统提供环境评估信息.从Bayes参数统计估计和多参数最优理论的角度简要介绍了RFC的基本原理,其次对其研究历史和研究现状作了介绍,对其有待解决的四个关键问题:传播模型、环境模型、海杂波模型及反演算法作了重点探讨,对其下一步的研究方向作了展望.     

实测海杂波数据空间相关性研究

针对海杂波背景下目标检测问题的实际需要,从幅度和谱两个层面研究了实测海杂波数据的空间相关性。幅度的空间相关性主要采用相关系数和消除趋势波动分析方法,重点研究了非相参条件下空间相关性随雷达距离分辨率、海况、采样率和积累四个因素的变化趋势,相参条件下空间相关系数实部、虚部和模值的特性以及不同海况时的长程空间相关性。谱的空间相关性采用相关系数和互相关系数进行表征,主要对单一频率成分的空间相关性、谱的质心和带宽与海杂波功率水平的互相关特性两个问题进行了研究。通过研究掌握了海杂波空间相关性的一般趋势及部分特性与雷达参数、环境参数间的依赖关系,为进一步理解海表面散射机理、优化目标检测算法以及海杂波仿真提供先验信息和理论指导。     

岸-舰双基地高频地波雷达一阶海杂波特性分析

岸-舰双基地地波雷达由于收发分置以及接收平台运动,导致一阶海杂波谱不同程度的展宽.推导了该体制雷达的一阶海杂波Bragg频率的计算公式,分析了一阶海杂波谱的展宽机理,并通过实测数据对理论分析结果进行了验证;最后分析讨论了不同双基地参数条件下一阶海杂波Bragg频率的空时分布特点.