时空相关K分布海杂波的建模与仿真

给出了K分布海杂波概率分布特性、时间相关特性分析和空间相关特性分析,结合球不变随机过程（SIRP）,提出了一种生成时空相关K分布海杂波的仿真方法,并对其时间相关特性、空间相关特性进行了理论分析和仿真。结果表明,该方法能够生成满足要求的时空相关K分布杂波序列,生成杂波序列的概率密度函数（PDF）和功率谱密度与理想的K分布海杂波吻合较好。     

L波段小擦地角海杂波KK分布建模

为了改善小擦地角海杂波建模存在的重拖尾问题,研究KK分布建模方法,基于L波段高分辨小擦地角海杂波数据,分析不同分辨率和不同海况下KK分布与海杂波实测数据的拟合效果,通过与常用的K分布、威布尔分布、对数正态分布等对比,表明KK分布较好解决了K分布等在幅度分布拖尾处与实测数据出现的偏离问题,可在拖尾处达到更好的拟合效果。     

基于相位的岸基雷达地海杂波分割方法

岸基对海雷达在杂波测量和海防预警中占有重要地位,针对近岸海杂波观测受地物杂波影响的问题,基于岸基S波段相参雷达测量的杂波数据,分析了基于典型地理特征进行地海杂波分割的不足,进一步从地海杂波多普勒特性差异入手,提出了基于相位的岸基雷达地海杂波分割方法。对近岸不同距离门杂波的幅度分布特性进行对比,发现分割为地杂波和海杂波的单元在幅度分布特性上存在明显差异,侧面验证了地海杂波分割结果的正确性。该分割方法为岸基雷达杂波数据的处理提供了依据。     

基于数值仿真的X波段极化SAR海杂波统计建模与特性分析

针对3~5级海况下X波段极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)海杂波的仿真和统计建模, 首先利用Apel海浪谱模型和Monte Carlo方法仿真不同风速下的大尺寸二维粗糙海面, 进而分别利用物理光学模型和弹跳射线法两种高频电磁散射模型考虑海面的单次散射和多次散射, 实现大尺寸海面的极化SAR海杂波仿真, 并利用X波段地球物理模式函数和岸基实测海杂波对仿真海杂波的精度和统计分布进行验证。基于仿真海杂波数据, 利用典型的乘积模型和Mellin类统计量开展海杂波统计建模和特性分析。仿真结果表明, 在2 m×2 m的高分辨率条件下, X波段同极化海杂波并不服从适用于中低分辨率海杂波的K分布, 且在不同风速风向下呈现出不同的纹理特征; X波段交叉极化海杂波表现出较弱的纹理特征, 服从Wishart分布; 随着入射角和雷达视数的增大, 海杂波的纹理特征逐渐减弱。     

海杂波对ISAR成像的影响

针对逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)对舰船成像时实际回波中存在海杂波的现象,提出了不同参数下海杂波对ISAR成像影响的分析方法.在利用球不变随机过程(spherically invariant random process,SIRP)方法仿真出时空相关的二维K分布海杂波后,将其以一定信杂比(signal-to-clutter ratio,SCR)加入到目标回波信号中仿真出实际回波信号,利用图像熵和相关系数方法分析了海杂波形状参数的大小对ISAR像聚焦的影响;利用多普勒扩展方法分析了海杂波多普勒频移参数对ISAR多普勒频谱的影响;利用互相关法分析了不同SCR下海杂波空间相关对ISAR运动补偿的影响.仿真实验证明了分析结果的有效性.     

一种新的相干k分布模型及其在海杂波仿真中的应用

根据K分布杂波两个正交分量可由两列独立的高斯矢量加权乘积和构成的原理。提出了一种新的相关相干K分布杂波建模与仿真方法．相比经典的零记忆非线性变换（ZMNL）和球不变随机过程（SIRP）法，该方法可以仿真自相关函数（acf）为任意复数的杂波序列，同时由于不需要进行矩阵求逆和非线性变换，运算速度得到显著改善。数值仿真以及对实际雷达海杂波图的模拟，证明了该方法的有效性。     

主动雷达导引头地海杂波功率密度谱仿真

采用复合制导体制的防空导弹 ,在其末制导阶段下视攻击低空目标时 ,主动导引头会接收到较强的地/海杂波。杂波对主动导引头的性能影响很大 ,为了评估杂波对导引头的作用 ,必须计算地 /海杂波的谱密度。对于使用高脉冲重复频率的主动多普勒雷达导引头 ,连续波近似法不仅计算相对简单 ,而且可以给出较高的计算精度。但该方法在计算高度杂波时 ,误差较大 ,在计算出的杂波谱图上仅能得到主瓣杂波和旁瓣杂波 ,无法看出高度杂波的形状 ,高度杂波实际上成为旁瓣杂波。提出了一种改进的连续波近似方法 ,它提高了高度杂波的计算准确度 ,对旁瓣杂波的计算亦有改善。     

海杂波尖峰特性研究及仿真分析

介绍了基于海尖峰的复合海杂波雷达截面积(RCS)模型,根据浪涌稳态性原理从时间、幅度和频率三个方面对海尖峰进行了定义;对C波段实测雷达海杂波数据进行了统计分析,并为分析杂波“拖尾”特性构造了修正的均方差检验法;以K分布为模型,研究了在指定雷达虚警概率下海尖峰发生次数的统计特性。仿真分析表明,二项分布和泊松分布均可以在低虚警概率下较好地描述海尖峰的统计特性。     

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。     

一种改进的复合K分布杂波仿真方法

针对目前复合K分布杂波仿真中没有考虑线性滤波器物理可实现性的问题,首先深入研究了该杂波模型的统计特性及其ZMNL仿真方法;在此基础上,引入最小相位特性与复倒谱技术,提出了一种物理可实现的滤波器产生方法,同时详细阐述了物理可实现复合K分布杂波随机序列产生的流程;最后,进行了仿真实验,仿真结果证明了该方法的准确性和有效性。该方法产生的杂波可用于雷达信号模拟、雷达图像分析及雷达最优信号处理器的设计。     

舰载雷达实时虚警仿真技术研究

虚警仿真是雷达系统建模仿真和跟踪算法测试评估中一个重要组成部分。现代舰载雷达接收机通常具有恒虚警(CFAR)检测功能，可以根据回波自适应地调整检测门限以达到恒定的虚警率。本文针对舰载雷达提出了一种通用的实时虚警仿真模型，在仿真模型中主要考虑了系统噪声和海杂波对雷达接收机的影响。最后以K分布海杂波为例，通过计算机仿真验证了虚警仿真模型的有效性。     

近海岸复合杂波建模及其统计特性研究

研究了复合K分布的统计特性。通过研究近海岸环境的特点,提出了一种新的近海岸复合杂波功率分布模型。在此基础上,提出了一种新的近海岸复合杂波幅度分布模型,并推导了该杂波功率分布模型的统计性质及其参数估计表达式。推导了杂波功率统计特性的描述方法,给出了近海岸复合杂波仿真流程。计算机仿真实验验证了所提方法的有效性。     

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。     

UHF波段海杂波时间相关性的海浪状态影响分析

为了改善杂波建模效果和提升雷达目标检测算法的海洋环境适应性,基于超高频波段实测数据,分析不同海浪状态下海杂波时间相关性的时域及频域特性规律和差异。重点研究了不同海情和浪向下的去相关时间、频移及谱宽变化趋势,给出多种海洋参数组合下的参考值,并对比浪高及其他海洋参数的影响程度。结果表明,随着海情的升高,去相关时间缩短,谱宽和频移增加,特别在中高海情下随浪高变化趋势更为明显。逆浪向谱展宽程度大于侧浪向,且频移呈现随擦地角减小而增大的趋势。     

海杂波背景下基于MBMC的低空风切变风速估计方法

当机载气象雷达在海杂波背景下探测低空风切变时,海杂波信号会覆盖低空风切变信号,造成风速无法准确估计。针对上述问题,提出了一种在海杂波背景下基于多波束多级联(multi-beam multi-cascade, MBMC)的低空风切变风速估计方法。该方法首先利用空时插值算法矫正机载前视阵海杂波的距离依赖性,然后对空间多波束联合时域三次滑窗后的输出再级联多普勒滤波器,构造得到降维变换矩阵,执行空、时域联合自适应处理,最后通过构造代价函数估计得到风场速度。仿真结果表明,在海杂波背景下本文方法可以实现风场速度的准确估计,且具有较好的稳健性。     

海杂波背景下基于MBMC的低空风切变风速估计方法

当机载气象雷达在海杂波背景下探测低空风切变时,海杂波信号会覆盖低空风切变信号,造成风速无法准确估计。针对上述问题,提出了一种在海杂波背景下基于多波束多级联(multi-beam multi-cascade, MBMC)的低空风切变风速估计方法。该方法首先利用空时插值算法矫正机载前视阵海杂波的距离依赖性,然后对空间多波束联合时域三次滑窗后的输出再级联多普勒滤波器,构造得到降维变换矩阵,执行空、时域联合自适应处理,最后通过构造代价函数估计得到风场速度。仿真结果表明,在海杂波背景下本文方法可以实现风场速度的准确估计,且具有较好的稳健性。     

海面杂波的仿真

海浪引起的雷达反射信号即海面杂波对于欲探测目标的雷达图像造成干扰,此种干扰无法建立精确的数学模型。在舰船指控系统的陆基演练中,要求模拟海上战术环境,本文提出海情仿真的工程近似仿真方法。     

基于知识辅助的天波雷达海杂波抑制方法

针对天波雷达海杂波难以抑制且现有方法未充分利用先验知识的问题,提出基于知识的天波雷达海杂波抑制方法。所提方法利用脉冲重复周期、雷达工作频率、海平面风向、风速作为先验知识,结合海杂波谱模型及提出的基于知识的海杂波协方差矩阵估计方法,构造出基于知识的天波雷达海杂波协方差矩阵,将该矩阵加入最优滤波器设计中,得到基于知识辅助的天波雷达海杂波抑制方法。仿真结果表明,与现有方法相比,所提方法的海杂波抑制效果可提升3 dB以上。