發(fā)布時間：2018-02-09 10:33

  本文關鍵詞： 高分辨率海雜波 自適應檢測方法 微弱目標檢測 雜波抑制 空時非平穩(wěn)性　出處：《西安電子科技大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：本文旨在研究高分辨率海雜波背景下的微弱運動目標檢測問題。作為雷達目標檢測問題重要分支和雷達信號處理中最為復雜的部分,海雜波背景下的目標檢測問題在軍事、民用方面具有深遠的意義。雷達高分辨率觀測下,海雜波具有明顯的空時非平穩(wěn)特性和非高斯特性,這些特性嚴重影響了海洋環(huán)境中微弱運動目標的檢測。因而,如何在高分辨率海雜波背景下檢測微弱運動目標成為了研究熱點。本文針對海雜波研究工作中出現(xiàn)的問題,提出相應的檢測方法,其主要內(nèi)容如下：高分辨率海雜波序列中含有一定數(shù)目功率較大的異常單元,這些異常單元會影響傳統(tǒng)自適應匹配濾波檢測器的檢測性能。首先,異常單元提升自適應匹配濾波檢測器的檢測門限,使得微弱的目標無法被檢測到；其次,參考單元中含有異常單元時會造成采樣協(xié)方差矩陣估計的奇異性,最終導致檢測結果不可信。在不減少參考單元數(shù)目的前提下,分別由參考單元數(shù)據(jù)的功率中值估計雜波功率和歸一化參考單元數(shù)據(jù)估計協(xié)方差矩陣結構,將二者作乘積運算得到所謂的功率中值和歸一化協(xié)方差矩陣估計方法。當該方法用來估計匹配濾波檢測器的雜波協(xié)方差矩陣時,對應的自適應匹配濾波檢測方法具有漸近的恒虛警特性,并且減弱了異常單元的影響,提升了傳統(tǒng)自適應匹配濾波檢測器的檢測性能。提出一種用于K分布雜波背景下的依賴于形狀參數(shù)的匹配濾波檢測器。由于這種檢測器由單一的參數(shù)α描述(α∈[0,1]),我們稱之為α-MF檢測器。α-MF檢測器包含了匹配濾波(MF)檢測器和歸一化匹配濾波(NMF)檢測器(分別對應于α=0和α=1)。為了獲得良好的檢測性能,參數(shù)α的選取務必匹配雜波的特性。參數(shù)α的經(jīng)驗公式可以描述為脈沖累積數(shù)目與脈沖累積數(shù)目和K雜波形狀參數(shù)之和的比值�？梢宰C明,α-MF檢測器關于K雜波的尺度參數(shù),雜波協(xié)方差矩陣和多普勒導向矢量是恒虛警的。文中對自適應形式的α-MF (α-AMF)檢測器的特性作了討論。對于K分布雜波,最優(yōu)的α-MF檢測器的性能優(yōu)于MF檢測器和NMF檢測器,并且與K雜波背景下的高代價運算的最優(yōu)K分布檢測器具有相當?shù)臋z測性能。最后,采用實測高分辨率海雜波數(shù)據(jù)驗證α-AMF檢測器的可行性。在相同雜波條件下,采用K分布建模的最優(yōu)α-AMF檢測器與采用逆Gamma紋理的復合高斯分布模型建模的自適應廣義似然比檢測線性門限檢測器(GLRT-LTD)具有不相上下的檢測性能。將子帶檢測方法與逆Gamma紋理下的GLRT-LTD相結合,構造一種新型的子帶自適應檢測方法,該方法通過增加累積時間的方式實現(xiàn)了海雜波背景下的微弱目標檢測,其中,子帶檢測方法是一種能夠將接收序列分解為低速的子帶雜波序列的頻率分割方法。為了緩和脈沖累積數(shù)目與受海雜波非均勻性影響的有限的參考單元數(shù)目之間的矛盾,使用子帶濾波器組將原始的海雜波序列分解為低速率的子帶雜波序列。子帶雜波序列呈現(xiàn)出海雜波非高斯特性的多樣性,子帶雜波可以根據(jù)非高斯特性的強弱分為三類：高斯特性的噪聲子帶、非高斯特性的噪聲與雜波混合子帶和強的非高斯特性的雜波子帶。提出逆Gamma紋理的子帶復合高斯模型,采用該模型描述子帶雜波的統(tǒng)計特性,并且使用一種稱為雙分位點的參數(shù)估計方法估計各個子帶雜波幅度分布的形狀參數(shù)與尺度參數(shù)。為了優(yōu)化檢測性能,GLRT-LTD被應用到各個子帶中。采用實測海雜波數(shù)據(jù)的實驗表明,子帶自適應GLRT-LTD相比子帶自適應歸一化匹配濾波檢測器具有更好的性能,這歸因于該檢測器充分利用海雜波的非高斯特性的子帶多樣性。為了檢測海雜波背景下的微弱運動目標,相干檢測器通常需要作長時間的累積。然而,長時累積條件下的目標多普勒頻率的擴散和幅度的起伏以及海雜波空間非均勻性對參考單元數(shù)目的限制導致傳統(tǒng)的自適應檢測器沒法工作。注意到逆Gamma紋理的復合高斯分布可以很好地描述海雜波和目標的瞬時頻率是時間的慢變函數(shù),提出一種組合自適應檢測器,即組合自適應GLRT-LTD,它由自適應GLRT-LTD在幾個連續(xù)的短的累積間隔上的最大響應的乘積構成。由于GLRT-LTD對逆Gamma紋理的復合高斯雜波的最優(yōu)性,該檢測器相比組合自適應歸一化匹配濾波檢測器具有更好的檢測性能。
[Abstract]:This paper deals with the detection of weak moving targets in the background of high resolution sea clutter . It has far - reaching significance in military and civil aspects as the most complex part of radar target detection .

【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN957.51

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張鵬,沈福民;基于混沌學的海雜波分析[J];火控雷達技術;2002年01期

2 張鵬,沈福民;基于混沌學的海雜波分析[J];雷達與對抗;2002年01期

3 昂志敏,張曉豐,許正榮;高分辨率雷達近距離下的海雜波建模與仿真[J];合肥工業(yè)大學學報(自然科學版);2004年10期

4 王福友;盧志忠;袁贛南;周衛(wèi)東;;基于時空混沌的海雜波背景下小目標檢測[J];儀器儀表學報;2009年06期

5 趙海云;張瑞永;武楠;胡學成;;基于實測數(shù)據(jù)的海雜波特性分析[J];雷達科學與技術;2009年03期

6 錢玉瑩;王哲;;基于混沌理論的海雜波處理方案設計[J];科學技術與工程;2010年06期

7 逄勃;;基于實測海雜波特性分析[J];雷達與對抗;2011年03期

8 楊杰,盧凌,陸濟湘;海雜波概率密度分布函數(shù)分析方法的研究[J];武漢交通科技大學學報;1998年01期

9 Ｓ．海金,Ｓ．普索帕迪;海雜波不規(guī)則動態(tài)特性的試驗研究[J];雷達與對抗;1998年02期

10 陳彥輝,謝維信;地海雜波的隨機分形模型[J];電子科技大學學報;2000年03期

相關會議論文 前5條

1 周凱;張春榮;強勇;;盒維數(shù)估計法在海雜波目標檢測中的應用[A];2008年中國西部青年通信學術會議論文集[C];2008年

2 蘇軾鵬;張永剛;;海洋大氣環(huán)境對海雜波的影響[A];氣象海洋環(huán)境與船舶航行安全論文集[C];2010年

3 周凱;張春榮;強勇;;幾種用于短時海雜波目標檢測的譜估計方法的比較[A];2008年中國高校通信類院系學術研討會論文集（上冊）[C];2009年

4 刁海南;;疊加地海雜波調制的毫米波目標反射器[A];1999年全國微波毫米波會議論文集(下冊)[C];1999年

5 邢相薇;陳振林;鄒煥新;周石琳;;幅度SAR圖像海雜波統(tǒng)計模型分析[A];第七屆全國信息獲取與處理學術會議論文集[C];2009年

相關博士學位論文 前10條

1 王福友;海雜波混沌分形特性分析、建模及小目標檢測[D];哈爾濱工程大學;2009年

2 李亞軍;天發(fā)地收高頻雷達展寬海雜波建模與抑制技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 李東宸;海雜波中小目標的特征檢測方法[D];西安電子科技大學;2016年

4 劉明;海雜波中微弱運動目標自適應檢測方法研究[D];西安電子科技大學;2016年

5 許小可;基于非線性分析的海雜波處理與目標檢測[D];大連海事大學;2008年

6 蘇曉宏;海雜波的特性分析與目標檢測處理[D];大連海事大學;2010年

7 張波;海雜波環(huán)境下的弱小目標檢測方法研究[D];西安電子科技大學;2013年

8 徐湛;海雜波建模及其背景下目標檢測方法研究[D];國防科學技術大學;2012年

9 時艷玲;高距離分辨海雜波背景下目標檢測方法[D];西安電子科技大學;2011年

10 張雅斌;高頻地波雷達干擾與海雜波信號處理研究[D];西安電子科技大學;2010年

相關碩士學位論文 前10條

1 王煒;雷達海雜波數(shù)據(jù)庫建立及特性分析[D];西安電子科技大學;2009年

2 李芾;基于實測海雜波數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性分析[D];西安電子科技大學;2013年

3 高芬;基于分形理論的海面弱目標檢測[D];大連海事大學;2016年

4 任紅霞;雷達海雜波統(tǒng)計建模與仿真[D];中國海洋大學;2015年

5 荊緯;ELM海雜波目標檢測研究[D];中國海洋大學;2015年

6 王鵬;極化IPIX雷達回波數(shù)據(jù)處理與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

7 郭亮;艦載地波雷達背景下的海雜波抑制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

8 張強;海雜波噪聲中小目標的特征分析與檢測方法研究[D];南京信息工程大學;2016年

9 韓超;基于電磁仿真的海面雷達回波特性研究[D];電子科技大學;2016年

10 高志強;船用調頻連續(xù)波雷達信號處理關鍵算法研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2016年

，

本文編號：1497729