海雜波中目標檢測的時頻方法研究.pdf

1、隨著對地高分辨觀測技術的發(fā)展，海雜波的背景中目標的識別和檢測越來越成為熱門研究話題。海面目標的回波，主要是來自海面背景本身的雜波和目標的散射回波。要實現雷達對海面目標的檢測，就要區(qū)分這兩種散射回波的特征。本研究基于加拿大McMaster大學IPIX雷達實測數據，利用時頻分析方法，研究背景海雜波和目標的散射回波的特性。
　　本研究主要內容包括：⑴介紹了兩種典型的雷達海雜波數據的產生方法，即無記憶非線性變換法(ZMNL)和球不變隨機過

2、程法(SIRP)。重點用ZMNL法產生了符合瑞利分布、對數正態(tài)分布和韋伯兒分布的海雜波。用SIRP方法產生了符合相關K分布的海雜波，并分析了兩種雜波的產生方法的優(yōu)缺點。⑵分析了海雜波的功率譜特性。研究海雜波功率譜的估計方法有經典的周期圖法和現代譜估計法，用這兩種方法分析了實測海雜波數據的功率譜，結果表明不同極化和海情的雜波的功率譜存在差異，同時發(fā)現現代譜分析方法比經典的周期圖法取得更加平滑和清晰的效果。然后用相關函數法分析了海雜波的時間

3、相關性，研究表明海雜波的時間相關性都有一個共同的特點就是經歷過一個去相關時間，然后是一個比較長的衰減期直到相關函數值幾乎為0。然后對海雜波的空間相關性作了分析。⑶研究了實測海雜波數據的統(tǒng)計特性。列舉了瑞利分布、對數正態(tài)分布、韋伯兒分布和K分布這四種統(tǒng)計分布模型。根據實測海雜波數據，用理論分布模型和實際分布進行了對比研究，結果表明相關 K分布可以很好地擬合實測海雜波數據。⑷描述了背景海雜波和帶目標的海雜波的時頻分析方法。包括短時傅里葉變換

4、法(STFT)，維格納分布法(Wigner-Ville)法,Wigner-Hough變換法，分數階傅里葉變換法(FRFT)。然后用實測海雜波數據對以上方法的有效性進行了驗證和對比，發(fā)現短時傅里葉變換能夠得到清晰的時頻分布特性。然后用Matlab仿真實測海雜波數據的維格納分布、平滑維格納分布和平滑偽維格納分布，仿真結果表明平滑偽維格納分布能夠有效克服交叉干擾項對維格納分布帶來的影響，取得較好的時頻分析效果。同時通過研究背景海雜波數據和帶目