海杂波谱的机理及时变特性分析

针对海杂波背景下目标检测问题的实际需求,在机理分析的基础上,利用实测数据对海杂波谱的时变特性进行了分析。首先,分析了波束照射区域内由海表面波浪运动引起的多普勒频移和展宽现象,以及随雷达工作参数之间的依赖关系;然后,对已有海杂波谱机理研究结果进行了分析和总结。在此基础上,利用加窗的周期图法估计得到海杂波的时间-多普勒谱,进而从相关时间的统计特性、谱宽与时域海杂波拖尾程度的依赖关系两个层面对海杂波谱的时变特性进行了分析。分析结果可为海杂波谱建模、海杂波抑制及目标检测方法设计提供理论指导。     

大入射余角海杂波相关特性分析及幅度拟合

对入射余角44°到74°的海杂波实测数据进行时间相关性、空间相关性分析,并提出了一种新的海杂波幅度拟合混合分布。实验表明,海杂波相关时间维持在毫秒量级,且随着入射余角增加,先增加后减小,时间相关性最强的入射余角在60°左右,而平均相关距离单元个数一直增加。通过KK分布、Rayleigh分布与K分布的对比,表明新的混合分布对大入射余角海杂波的拖尾特性具有良好的拟合效果。     

基于实测数据的海杂波时空相关性分析

海杂波的相关特性分为时间相关性和空间相关性,二者均与雷达系统参数、环境条件等多种因素有关。文章利用X波段雷达实测海杂波数据,重点研究了不同极化条件下海杂波的时间相关性、高低典型海况和不同入射余角条件下的海杂波距离向和方位向空间相关性。经大量实测数据验证表明,极化方式对海杂波强时间相关性影响较小,海杂波距离向空间相关性受海况影响较大、方位向相邻分辨单元空间相关性较弱,这些结论对于海杂波中目标检测方法优化设计具有重要意义。     

大入射余角实测高分辨 海杂波数据幅度统计特性

基于Ku波段高分辨大入射余角(擦地角)海杂波数据,采用瑞利分布、韦布尔分布、对数正态分布、K分布和KK分布进行仿真,并与实测数据对比,分析了这些分布方式的拟合效果。结果表明,海杂波的幅度在大入射余角情况下基本还是逼近瑞利分布的,海杂波在某些距离单元上的幅度分布曲线尾部偏离瑞利分布,此时K和KK分布可在拖尾处达到更好的拟合效果。     

IPIX雷达海尖峰统计特性研究

根据雷达海尖峰构成原理,以K分布为模型,提出了海尖峰的统计特性分析方法,并使用该方法对IPIX雷达实测海杂波数据进行了统计特性分析,分析结果证明了该方法的有效性。     

海杂波FRFT域分形特征在动目标检测中的应用

文中研究了海上动目标雷达回波与海杂波在分数阶Fourier域(FRFT域)的分形特性,利用两者幅值起伏程度的不同,提出了一种基于FRFT域分形维数差异的动目标检测方法。该方法以处处连续而不可导的非平稳不规则信号模型——分数布朗运动作为FRFT域分形模型,通过仿真分析实测海杂波数据的分形曲线,证明海杂波在FRFT域的无标度区间内具有分形特性。提取出FRFT域海杂波与动目标回波的分形维数,并利用其固有的差异进行目标检测。经不同极化方式下海杂波数据仿真,验证了算法的有效性。     

基于IMF能量分布重构的目标检测技术

为提高海杂波中慢速目标的检测性能,提出了一种基于IMF能量分布重构的目标检测技术。该算法对原始信号尖峰区域经经验模态分解后得到的固有模态函数进行分段数据重构,计算前端IMF分量与后端IMF分量的能量比,并将其输入非参量检测器中进行目标检测。研究表明,相比于海杂波单元,目标单元尖峰区域有更小的前后端IMF分量能量比,适用于慢速目标的检测。     

三种两样本非参量CFAR检测算法分析

介绍了3种两样本非参量CFAR检测算法的基本工作原理,利用实测未知统计概率分布海杂波数据对它们的检测性能进行了研究,并与参量CA-CFAR检测器进行了对比.研究表明:在强海杂波条件下,GS-CFAR检测器的检测性能最优;在弱海杂波条件下,Savage-CFAR检测器的检测性能最优;相比于CA-CFAR检测器,3种两样本...     

基于非线性自适应滤波器的海杂波抑制技术

海杂波会严重影响雷达对海洋表面目标的检测。为了提高海洋表面目标的检测性能,基于非线性自适应滤波器,提出了海杂波抑制方法,实现了海杂波抑制。介绍了非线性自适应滤波器的原理以及利用梯度下降法训练滤波器的方法。利用IPIX雷达实测海杂波数据,分别针对岸基雷达和机载雷达,进行了此方法的仿真试验,从均方预测误差(MSE)和信杂比改善因子(IF)两个方面,分析了此方法的性能。并与基于线性预测的LMS算法进行了比较,得出了此方法对慢速目标的检测性能优于线性方法。     

基于实测数据的海杂波与海面小目标特征分析

目标特性是雷达目标检测识别等精细化处理的基础。设计检测器主要是设计 1个检测统计量,使之在有无目标时有尽可能大的差别。经典的检测主要用幅度特性、相关性等。利用 X波段雷达 2~5级海况下航道浮标实测数据,分别对比分析海况连续变化下海杂波和海面小目标的时间相关性、空间相关性、相对平均幅度(RelativeAver-ageAmplitude,RAA)、相对多普勒峰高(RelativeDopplerPeakHeight,RDPH)和相对多普勒向量熵(RelativeVector Entropy,RVE)5种特征的变化情况。大量实测数据验证表明,随着海况等级增加,海杂波与海面小目标的时空强相关数值逐渐变小:2~5级海况下,RAA具有较好的可区分性;2~3级海况下,RDPH据有较好的可区分性,4~5级海况下区分效果不理想;5级海况下,RVE的具有较好的可分效果。结论对于海杂波背景下雷达目标特征检测方法优化设计具有重要意义。     

基于CEMD的旋翼微动目标杂波抑制方法

针对旋翼微动目标杂波抑制问题,研究了一种基于复数据经验模态分解（CEMD）的微动目标杂波抑制方法。首先,建立了地杂波背景下的旋翼微动目标信号模。然后,根据杂波和微动信号在时频域的差异性,基于CEMD和Gabor变换,通过新定义的不同本征模态函数（IMF）的能量所占总能量的比重,选择出微动信号占优所对应的几个IMF分量,并基于这些IMF对旋翼微动目标进行时域和时频域重构,实现旋翼微动目标和杂波的分离,达到抑制杂波提取微动目标回波的目的。最后,与常规杂波抑制方法进行了对比,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于Hilbert谱脊线粗糙度的微弱目标检测算法

为检测海杂波中的微弱目标,文中采用实测数据分析了海杂波的Hilbert谱脊线及其粗糙度,研究了目标对其Hilbert谱脊线及其粗糙度的影响。研究发现,目标的出现将导致海杂波Hilbert谱脊线起伏趋予平滑,Hilbert谱脊线粗糙度减小,在此基础上,文中提出了采用Hilbert谱脊线粗糙度检测微弱目标的方法。仿真结果表...     

Time-frequency method for detecting an accelerating target in sea clutter

The authors design a time-frequency (TF) method for use in high-frequency surface-wave radar (HFSWR) for detecting a small accelerating target in sea clutter. The clutter is modelled by pseudo targets moving with Bragg velocity towards and away from the radar. The design is based on the Wigner distribution (WD) defined by Chan (type-III WD, in our terminology) rather than the WD defined by Claasen and Mecklenbrauker (1980) (2times type-I WD, in our terminology). Like the type-I WD, the type-III WD also concentrates a chirp signal onto a straight line in the TF plane. The type-III WD has the following advantages: 1) Its range of unambiguously measurable frequencies (RUMF) is [-pi,pi] rad/s, whereas for the type-I WD the RUMF is [-pi/2,pi/2] rad/s. 2) It allows a target separated from the clutter by pi rad/s to be detected, whereas the type-I WD coalesces such a target with the clutter and thereby mask it. An ambiguity function (AF) was defined corresponding to the type-III WD and use it to derive a smoothed type-III WD that mitigates the clutter. The smoothed type-III WD method is applied to real radar data and shown to be superior to the conventional Fourier transform method. The advantages of the type-III WD over the type-I WD are also demonstrated. The design principles laid out in the paper can also be used to develop a TF method for use in air traffic control radar (ATCR) for detecting an accelerating target in land clutter     

无线电引信抗海杂波干扰方法

无线电引信抗海杂波的能力决定了舰空导弹无线电引信低空和超低空工作性能,针对海杂波对无线电引信的影响,分析了海面回波的平均功率、海面散射系数、海杂波的多普勒频谱等海杂波特性,提出了无线电引信抗海杂波干扰方法。     

Improvement Factor of the Phase-Sensitive Noncoherent MTI

The phase-sensitive noncoherent MTI detects targets by relative motion between the target and an extended clutter background. In this type of MTI, the phase of the target is compared with the phase of the clutter in an adjacent range bin. Theoretical analysis of the system's performance is presented. The improvement factors for single- and double-delay periodic filters are derived and computational results are included.     

HRR Detector for Slow-Moving Targets in Sea Clutter

The radar detection of targets in the presence of sea clutter has historically relied upon the radial velocity of targets with respect to the radar platform either by exploiting the relative target Dopplers (for targets with sufficient radial velocity) or by discerning the paths targets traverse from scan to scan. For targets with little to no radial velocity component, though, it can become quite difficult to differentiate targets from the surrounding sea clutter. This paper addresses the detection of slow-moving targets in sea clutter using a high resolution radar (HRR) such that the target has perceptible extent in range. Under the assumption of completely random sea clutter spikes based on an epsiv-contaminated mixture model with the signal and clutter powers known, optimal detection performance results from using the likelihood ratio test (LRT). However, for realistic sea clutter, the clutter spikes tend to be a localized phenomenon. Based upon observations from real radar data measurements, a heuristic approach exploiting a salient aspect of the idealized LRT is developed which is shown to perform well when applied to real measured sea clutter.