基于逆高斯纹理分布的协方差矩阵估计方法

在复合高斯杂波中检测目标信号, 需要对杂波协方差矩阵进行估计, 相应的检测性能与估计精度密切相关。利用服从逆高斯分布的纹理分量来对复合高斯杂波进行建模, 可以更好地拟合高分辨杂波实测数据。本文给出了一种两步广义似然比检测器, 先假设杂波协方差矩阵已知以获得检测统计量, 再利用纹理分量的先验分布推导协方差矩阵的最大似然估计。同时，基于贝叶斯方法, 假定纹理分量和协方差矩阵均为服从某种先验分布的随机量, 推导了协方差矩阵的最大后验估计。仿真结果显示, 基于知识的自适应检测技术由于引入了纹理分量和杂波的先验信息, 其协方差矩阵的估计精度好于最大似然估计和样本估计方法, 同时具有更好的检测性能。     

基于统计模型的时-空相关海杂波仿真

工作于海洋环境下的雷达面临较严重的海杂波的影响,海杂波统计模型的研究对最优检测算法设计和雷达性能预估有重要作用。基于海杂波的复合散射理论,分析了海杂波非高斯幅度分布的特性、时间相关性及空间相关性。讨论了采用球不变随机过程产生时间和空间相关的海杂波仿真方法。对算法中散斑分量和纹理分量的参数估计,时间相关性和空间相关性的引入方法进行了分析。设定仿真环境仿真产生了具有时间和空间相关性的非高斯型海杂波数据,结果表明采用该方法的有效性。     

空间非均匀海杂波的协方差矩阵估计新算法

利用参考样本估计海杂波的协方差矩阵,最典型的方法是归一化样本协方差矩阵（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｓａｍ ｐｌｅｃｏｖａｒｉａｎｃｅｍａｔｒｉｘ,ＮＳＣＭ）,它隐含着假设参考样本的散斑分量具有相同的统计特性。这一假设成立与否取 决于海杂波是否具有空间均匀性。为了摆脱ＮＳＣＭ 对散斑分量的假设,提出了一种基于对角加载的协方差矩阵 估计算法（ＮＳＣＭ Ｌ）,该算法自适应组合ＮＳＣＭ 和单位矩阵,其组合系数随着参考样本的统计特性变化而自适应 地变化。利用广义似然比检测器（ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄｒａｔｉｏｄｅｔｅｃｔｏｒ,ＧＬＲＴ）检测实测海杂波中的扩展目标,实 验结果表明,当分辨率为３ｍ 时,ＮＳＣＭ Ｌ性能改善高达１５ｄＢ。     

复合高斯杂波中极化MIMO雷达的自适应检测

基于复合高斯杂波纹理分量服从逆伽马分布的假设和分布式极化多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达阵元特点,建立了雷达极化信号模型,提出了一种基于最大后验概率（maximum a posteriori, MAP）估计和广义似然比检验(generalized likelihood ratio test, GLRT)的MIMO雷达极化检测器(MAP-GLRT),该检测器利用了辅助数据估计杂波协方差矩阵以实现自适应性。通过推导检测器的虚警概率表达式,表明其相对于杂波能量具有恒虚警特性。仿真结果表明,杂波形状参数和雷达信道数量会对MAP-GLRT检测器的检测性能产生影响;相比于其他检测器,MAP-GLRT检测器在检测性能上更有优势。     

辅助数据缺失环境下结构化自适应目标检测器

杂波背景非均匀导致经典自适应检测方法性能下降,为改善辅助数据缺失环境下的目标检测性能,研究了雷达目标结构化自适应检测方法。利用杂波协方差矩阵斜对称特征,设计了结构化广义似然比检验自适应检测器,提高了杂波谱结构化信息和待检测单元杂波信息的利用率;进一步推导了检测器的实数域表达式。仿真分析表明,所提检测器具有恒虚警率特性,其检测性能对不同杂波相关性具有很好的鲁棒性。在辅助数据缺失环境下,所提检测器性能优于现有典型非结构化和结构化检测器,且这种优势随着辅助数据缺失程度的增大而加大。     

非平稳海杂波背景下子带分段ANMF检测器

针对非平稳海杂波背景下的雷达目标检测问题,传统自适应相干检测器由于强杂波干扰以及相干累积时长的限制而性能表现不佳。为克服这一限制,提出了子带分段自适应归一化匹配滤波检测器(subband segmented adaptive normalized matched filter,SS-ANMF),其由一个线性相位离散傅里叶变换调制滤波器组和每个子带上的分段自适应归一化匹配滤波器(adaptive normalized matched filter,ANMF)检测器构成。在频域上, SS-ANMF检测器通过子带分解技术,不仅抑制了带内外杂波,而且提升了杂波的短期平稳性;在相干累积时段内,通过对分段ANMF在所有子带上的最大响应进行累积求和,实现了有限参考样本下的长时累积。采用实测海杂波数据的实验表明,SS ANMF检测器明显优于对比算法。     

海杂波环境中基于混沌的目标检测

介绍了基于混沌理论的海杂波分析方法,计算了加拿大McMaster大学IPIX雷达实测海杂波数据的各种混沌特征量,分析了该数据的混沌特性。分析结果表明,该数据在一定程度上具有混沌特性。设计了混沌检测器,该检测器采用径向基函数神经网络来重建海杂波的混沌动力结构,即建立海杂波的精确预测模型,并通过设定合适的预测误差门限来检测掩埋在海杂波中的微弱目标。计算结果验证了该检测器的可行性。     

基于目标极化适配的极化检测算法

极化检测是雷达目标检测的一个重要分支.在高斯杂波统计特征已知的情况下,极化白化滤波器(PWF)常被用于杂波中雷达目标的检测.假设目标的极化特性和杂波的统计特征均已知,为了利用目标的先验知识,提出了一种基于目标极化适配的检测算法,据此算法设计了极化适配检测器(PAD).PAD和PWF对低极化度高斯杂波中二面角的模拟检测结果显示,在低信杂比下,PAD算法具有较好的检测性能.     

基于可调Q因子小波变换的海杂波抑制算法

针对海杂波背景下弱目标检测中存在的信杂比低的问题，提出了改进的基于可调Q因子小波变换的海杂波抑制算法。由于海杂波能量远大于目标信号能量，提出选取与海杂波振荡特性相匹配的参数进行可调Q因子小波变换，得到各小波子带的系数，并对小波系数进行稀疏优化后重构海杂波信号。为了判断弱目标信号是否存在，提出一种自适应的阈值检测方法，将原始回波信号与海杂波重构信号的差作为检测样本，实现对弱目标信号的检测。该算法不依赖海杂波具体模型。最后对某实测海杂波数据集进行实验，验证了所提算法的正确性。     

海杂波协方差矩阵估计及其对目标检测性能的影响

在海杂波中检测有用信号,杂波的协方差矩阵需要利用参考数据进行估计,不同的估计方法对信号的检测性能产生不同的影响。首先,给出了几种杂波协方差矩阵估计,即样本协方差矩阵、正则化样本协方差矩阵、最大似然估计和渐进最大似然估计;然后,分析了海杂波数据的非高斯性和非平稳性;最后,利用正则化匹配滤波器作为信号检测器,分析了不同协方差估计对检测性能的影响。分析结果表明,由于实测数据的非平稳性,检测性能均比仿真数据获得的检测性能要差。而将杂波协方差矩阵的最大似然估计应用于检测器,能够获得较好的检测性能。     

基于多重分形模型的海杂波特性分析与仿真

在分析实测雷达海杂波数据时域特性的基础上,发现海杂波具有长时相关特性,且在较大的范围内具有尺度不变性,因此,利用多重分形模型可以较好的刻画海杂波的复杂特性。在此基础上,提出一种基于小波多重分形模型的海杂波建模与仿真方法。实验结果表明该方法可以较好的模拟海杂波的统计特性和多重分形特性,并且具有较小的计算量,为雷达海杂波的建模和仿真提供了一条新的思路和有效手段。     

部分均匀海杂波中雷达目标的平滑自适应检测

在部分均匀海杂波环境下,海杂波的瞬时功率波动起伏较大,导致海面目标检测的性能受到影响。为了减小此影响,引入一个平滑因子以实现对杂波功率的控制,提出了平滑〖CD*2〗广义似然比检测器(smooth generalized likelihood ratio test, S GLRT)。通过推导S GLRT的虚警概率表达式,表明其相对于杂波纹理分量的尺度参数具有恒虚警特性。在不增加计算复杂度的前提下,实验结果表明,在部分均匀的海杂波背景下,S GLRT优于GLRT。     

Signal decomposition of HF radar maneuvering targets by using S~2-method with clutter rejection

Multiple maneuvering targets signal processing in high frequency radar is challenging due to the following difficulties:the interference between signals is severe because of significant spread of the target Doppler spectrum,the low signal to clutter ratio (SCR) environment degrades the performance of signal processing algorithms.This paper addresses this challenging problem by using an S 2-method and an adaptive clutter rejection scheme.The proposed S 2-method improves the S-method by eliminating interference between signals,and thus it enables multi-target signals to be reconstructed individually.The proposed adaptive clutter rejection scheme is based on an adaptive notch filter,which is designed according to the envelop of the clutter spectrum.Experiments with simulated targets added into radar sea clutter echo and real air target data illustrate the effectiveness of the proposed method.     

海杂波下距离扩展目标的最优二进制检测

研究了低擦地角下高分辨雷达对静止或慢速运动的距离扩展目标的最优二进制检测问题。采用K分布模型描述低擦地角下海杂波的统计分布,采用Rayleigh快起伏模型描述扩展目标距离像的幅度分布,详细分析了扩展目标二进制检测器参数与扩展目标径向长度、杂波形状参数之间的关系,最终得到最优二进制检测器的参数选择准则和经验公式,对二进制检测器的实际应用具有较强的指导意义。理论和实测杂波数据证明了最优二进制检测器的有效性。     

HF radar sea clutter rejection by nonlinear projections

1.INTRODUCTION Utilizingverticalpolarizedelectromagneticwavethat canfollowthecurvatureoftheearthalongtheair wa terinterfacewithlowpropagationlossonhighlycon ductiveoceansurface,highfrequencyground wave radar(HFGWR)isdesignedtodetectandtracktar getsbeyondthehorizonsuchasvesselsovertheseaor aircraftsatlowaltitude.Thereforemoreandmore countriesdevotemuchenergytodevelopHFGWRin recentyears.However,HFGWRhascontinuedtobe seriouslylimitedbyahighthresholdofdetectionin seaclutter.Dominatingth…