【摘要】：隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展,利用雷達(dá)對海面目標(biāo)進行檢測的技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。對于傳統(tǒng)艦艇和漁船等目標(biāo)現(xiàn)有的檢測方法已經(jīng)能夠取得良好的檢測效果。但海面小目標(biāo)的檢測依然是雷達(dá)信號處理領(lǐng)域的難題之一。海面小目標(biāo)通常具有以下特點:第一,雷達(dá)散射截面積小,如潛望鏡、小型浮標(biāo),第二,不規(guī)律的目標(biāo)出現(xiàn)持續(xù)時間,例如潛艇的潛望鏡、通氣孔、通信浮標(biāo)等浮出海面的時間有時僅持續(xù)數(shù)秒,第三,不穩(wěn)定的多普勒特性,海面小目標(biāo)運動較慢并且與海浪之間的復(fù)雜相互作用使得其多普勒隨時間變化的模式復(fù)雜。同時在高分辨對海探測模式下,會出現(xiàn)大量與小目標(biāo)特性類似的海尖峰,海尖峰在短的觀測時間內(nèi)很難與小目標(biāo)進行區(qū)分。以上諸多因素使得有效地檢測海雜波背景下的小目標(biāo)成為一個長久的難題。本文研究的問題就是在高分辨、快掃描的雷達(dá)工作模式下利用多個掃描周期內(nèi)目標(biāo)與海雜波、海尖峰之間的差異進行有效目標(biāo)檢測的方法和算法。本論文主要研究內(nèi)容概括如下:第二章中首先回顧了其中三類傳統(tǒng)的、應(yīng)用廣泛的海面目標(biāo)檢測方法,包括非相干的CFAR檢測方法、基于廣義Pareto海雜波模型的最優(yōu)相干檢測方法、和基于特征的檢測方法。非相干CFAR處理計算簡便、適用性強,但小目標(biāo)檢測能力有限,基于海雜波統(tǒng)計模型的最優(yōu)相干檢測方法精細(xì)化處理程度高、對運動目標(biāo)檢測性能好,但累積時間有限因而難以分辨海尖峰和小目標(biāo)回波,基于特征的檢測方法是海面小目標(biāo)檢測的有效途徑,但累積時間長,應(yīng)用受到一定限制。第三章針對高分辨快掃描模式下的雷達(dá)實測數(shù)據(jù),對海雜波特性、海尖峰、海面小目標(biāo)特性進行了分析。在對大量實測海雜波數(shù)據(jù)行進行分析的基礎(chǔ)上,選擇廣義Pareto雜波模型對高分辨的海雜波進行建模,并分析了海雜波在時間、空間上的相關(guān)性。隨后對海尖峰和目標(biāo)特性進行了詳細(xì)的討論。重點闡述了海尖峰與目標(biāo)在多普勒特性、空時相關(guān)性上的區(qū)別。在上述分析的基礎(chǔ)上,給出了多幀(掃描周期)聯(lián)合小目標(biāo)檢測的實現(xiàn)框架。第四章所詳述的小目標(biāo)檢測框架主要分為兩個部分:第一,掃描周期內(nèi)的處理,在分析實測海雜波數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,利用傳統(tǒng)檢測方法,在較低的門限下對目標(biāo)進行粗檢測。其主要目的是在保證目標(biāo)的有效檢測的情況下,暫時忽略在掃描周期內(nèi)出現(xiàn)的大量海尖峰造成的虛警。第二,多幀(掃描周期)處理采用回溯濾波器組的多幀累積方法對掃描周期內(nèi)無法處理的海尖峰虛警進行抑制。回溯濾波器組利用海尖峰與小目標(biāo)掃描間運動特性上的不同,實現(xiàn)了目標(biāo)點跡的有效累積,同時阻止了海尖峰虛警的累積。最后利用仿真數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)對所提檢測方法進行了性能評估。第五章是論文工作的總結(jié)和對未來開展研究的展望。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN957.51
【圖文】：

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文本文所研究的主要問題為對海的海面弱、慢、小目標(biāo)檢測。我國作為一個海領(lǐng)海廣闊，北起遼東半島，南至南沙群島，渤黃東南四大海域為人民生產(chǎn)生富的物資以及重要防衛(wèi)戰(zhàn)略意義。歷史是古人給我們留下的財富，海洋的重自不必說，犯我中華者雖遠(yuǎn)必誅，海洋是國土守衛(wèi)，人民安居樂業(yè)的屏障！

出目標(biāo)的信息。同時分辨單元內(nèi)部的雜波也會產(chǎn)生散射，最終形成對海雷達(dá)檢測的雜波背景。研究海雜波的學(xué)者從物理散射機理上將海雜波分為三個部分[14-17]，首先是白冠(White Cap) 散射，白冠散射主要是指在一個涌浪生成周期末端產(chǎn)生的白色破碎浪花，它是海雜波中的不穩(wěn)定分量，從形態(tài)上看破碎的泡沫狀對電磁波有一定的吸收作用；Burst 散射是海雜波分量中對檢測影響最大的部分，當(dāng)涌浪破碎前會形成一個斜劈結(jié)構(gòu)，電磁波照射在其上時會發(fā)生較強的鏡面散射，極強的后向散射以及多徑效應(yīng)使得某些雜波分量在統(tǒng)計上與小目標(biāo)并無二致；Bragg 散射則是照射到海表面的毛細(xì)結(jié)構(gòu)的諧振現(xiàn)象產(chǎn)生，其是海雜波中最為穩(wěn)定的分量，但是對與目標(biāo)檢測的影響相對偏小。圖 2.1 為海雜波三分量散射模型的示意圖。三分量模型有一種物理調(diào)制的概念在其中，Bragg 相當(dāng)于高頻的載頻信號，是海雜波能夠穩(wěn)定存在的源泉，也是后續(xù)分析統(tǒng)計模型中的普通雜波分量的物理存在；而 Burst 散射則是相對低頻的信息，其中含有雜波的宏觀信息，像是包絡(luò)也是人類肉眼最容易觀測到的部分，并對雜波背景下的目標(biāo)檢測產(chǎn)生很大的影響。三分量模型是從物理散射機理上對海雜波的描述，更多的是為目標(biāo)檢測理論做物理上的支撐，實際檢測方法并沒有依據(jù)此模型進行設(shè)計。

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文1 非相干 CFAR 處理2.1.1 CFAR 基本原理CFAR 是雷達(dá)信號目標(biāo)檢測技術(shù)中應(yīng)用廣泛的思想[18-21]。恒虛警的概念是指雷算法通過場景或參數(shù)自適應(yīng)的算法保持一個恒定的虛警概率。自適應(yīng)的門限設(shè)通常依據(jù)參考單元特性或者雜波參數(shù)特性進行感知進而確定自適應(yīng)的門限。恒測器是應(yīng)用最為廣泛的雷達(dá)信號處理目標(biāo)檢測方法。CFAR 檢測的基本原理圖

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本文編號：2768089