本文關鍵詞：海雜波背景下運動目標自適應檢測方法研究　出處：《西安電子科技大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 海雜波 運動目標檢測 自適應檢測 中值功率 歸一化多普勒功率譜

【摘要】：海雜波背景下的目標檢測是雷達目標檢測領域的一個重要課題。由于海雜波的復雜特性,海雜波背景下的目標檢測也是雷達目標檢測領域的一大難題。國內(nèi)外許多專家和學者一直致力于海雜波特性和海雜波背景下目標檢測技術的研究和探索,形成了一定的理論體系并取得了大量的研究成果。本文對海雜波背景下運動目標的自適應檢測方法進行了研究,并基于現(xiàn)有方法,提出了適用于非均勻海雜波環(huán)境的基于功率中值和歸一化協(xié)方差估計的自適應檢測方法。在中等累積時間條件下,為了檢測低速運動弱目標,提出了一種基于中值歸一化多普勒功率譜的積分方法。本文首先對海雜波的物理組成機理、統(tǒng)計特性和統(tǒng)計模型進行了全面回顧,然后詳細介紹了三種現(xiàn)有的自適應檢測方法,它們都高度依賴于雜波向量的協(xié)方差矩陣估計,于是進一步回顧了幾種常用的雜波協(xié)方差矩陣估計方法。對于非均勻的海雜波環(huán)境,提出了一種基于功率中值和歸一化的協(xié)方差矩陣估計方法,該方法首先將參考單元的雜波功率做了歸一化處理,然后利用歸一化后的參考單元數(shù)據(jù)來估計歸一化協(xié)方差矩陣,利用參考單元的功率中值作為待檢測單元雜波功率的估計值,功率中值估計和歸一化協(xié)方差矩陣估計的乘積就形成了待檢測單元雜波協(xié)方差矩陣的有效估計,這種新的協(xié)方差矩陣估計方法能有效抑制海雜波在距離上的功率起伏產(chǎn)生的影響。利用這種新的雜波協(xié)方差矩陣估計代替自適應檢測器中的雜波協(xié)方差矩陣估計就得到了基于功率中值和歸一化協(xié)方差估計的自適應檢測方法,它可以改善檢測器在非均勻海雜波環(huán)境下的檢測性能。利用實測海雜波數(shù)據(jù)對提出方法的性能改善進行驗證,實驗結(jié)果表明:在非均勻海雜波環(huán)境下,采用基于功率中值和歸一化協(xié)方差矩陣估計的自適應檢測方法比采用傳統(tǒng)樣本協(xié)方差矩陣估計的自適應方法有明顯的性能優(yōu)勢。接著,本文介紹了海雜波時間序列功率譜估計的基本概念和方法,并分析了海雜波多普勒功率譜特性,結(jié)果表明海雜波在每個多普勒通道的功率分布是非均勻的,這就意味著不同多普勒通道的功率值具有不同的均值和方差。另外,在幾十毫秒到幾秒范圍的中等累積時間條件下,運動目標的多普勒偏移通常會分布在幾個相鄰的多普勒通道中。待檢測單元多普勒功率譜與參考距離單元多普勒功率譜中值的比值形成了待檢測單元的中值歸一化多普勒功率譜,針對低速運動弱目標,提出了一種對中值歸一化多普勒功率譜沿多普勒通道的積分方法。利用實測海雜波數(shù)據(jù)對提出方法進行了檢驗,結(jié)果表明該方法比現(xiàn)有的基于分形的方法有更好的檢測性能。
[Abstract]:Target detection in the background of sea clutter is an important subject in radar target detection field, because of the complex characteristics of sea clutter. Target detection in sea clutter background is also a difficult problem in the field of radar target detection. Many experts and scholars at home and abroad have been devoted to Yu Hai clutter characteristics and sea clutter background target detection technology research and exploration. A certain theoretical system has been formed and a lot of research results have been made. In this paper, adaptive detection methods for moving targets in sea clutter background are studied, and based on existing methods. An adaptive detection method based on power median and normalized covariance estimation for heterogeneous sea clutter environment is proposed in order to detect low speed moving weak targets under medium cumulative time. An integral method based on median normalized Doppler power spectrum is proposed. Firstly, the physical composition mechanism, statistical characteristics and statistical model of sea clutter are reviewed. Then three existing adaptive detection methods are introduced in detail, which are highly dependent on the covariance matrix estimation of clutter vectors. Then, several common methods of estimating clutter covariance matrix are reviewed. For non-uniform sea clutter environment, a covariance matrix estimation method based on power median and normalization is proposed. Firstly, the clutter power of the reference unit is normalized, and then the normalized covariance matrix is estimated by the normalized reference unit data. The power median of the reference unit is used as the estimated value of the clutter power of the unit to be detected, and the product of the median power estimation and the normalized covariance matrix estimation is used to form the effective estimation of the clutter covariance matrix of the unit to be detected. This new covariance matrix estimation method can effectively suppress the influence of the power fluctuation of sea clutter on the distance. This new clutter covariance matrix estimation is used to replace the clutter covariance matrix estimation in adaptive detector. An adaptive detection method based on power median and normalized covariance estimation is obtained. It can improve the detection performance of the detector in the non-uniform sea clutter environment. The performance improvement of the proposed method is verified by the measured sea clutter data. The experimental results show that: in the non-uniform sea clutter environment. The adaptive detection method based on the power median and normalized covariance matrix estimation has obvious performance advantages over the traditional sample covariance matrix estimation method. In this paper, the basic concept and method of power spectrum estimation of sea clutter time series are introduced, and the characteristics of Doppler power spectrum of sea clutter are analyzed. The results show that the power distribution of sea clutter in each Doppler channel is non-uniform. This means that the power values of different Doppler channels have different mean and variance. In addition, in the medium cumulative time range of tens of milliseconds to several seconds. The Doppler shift of moving target is usually distributed in several adjacent Doppler channels. The ratio of the Doppler power spectrum of the unit to the reference unit forms the median normalization of the unit to be detected. Doppler power spectrum. A method of integrating the median normalized Doppler power spectrum along the Doppler channel is proposed for the weak target moving at low speed. The proposed method is verified by the measured sea clutter data. The results show that this method has better detection performance than the existing fractal based methods.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN957.51

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本文編號：1431512