三种重拖尾分布海杂波的比较与分析

针对雷达杂波的概率密度函数具有非对称和重拖尾等非高斯特征,对描述海杂波的K-分布,α-稳定分布和G-分布等三种重拖尾分布模型进行比较和分析.K-分布的重拖尾特性较轻微;α-稳定分布的重拖尾特性源自其方差无限大,重拖尾最严重;G-分布由二元Rayleigh独立积随机变量和广义x分布随机变量进行级联而生成的三元独立积,重拖尾特性介于两者之间.最后使用Markov扩散过程模型产生G-分布杂波的相关随机变量,仿真得到的随机序列的概率密度分布与理论值吻合很好.     

三元独立积构成的雷达杂波

雷达杂波的精确建模和仿真对雷达系统的优化设计起着重要作用。针对雷达杂波具有尖峰、非对称和重拖尾等非高斯特征,使用二元Rayleigh独立积和自由度为n的广义χ分布的随机变量进行级联,构造新的三元独立积随机变量。使用Mellin变换求得该随机变量的概率密度函数,其解析表达式含有MeijerG函数,故叫做G-分布杂波,并得到平方检波器接收的雷达杂波的概率密度函数。使用Markov扩散过程模型产生G-分布杂波的相关随机变量。仿真得到的随机序列的概率密度分布与理论值吻合很好。     

一种有长拖尾特性的G-分布海杂波模型

针对雷达海杂波概率密度函数的长拖尾特征,在K一分布杂波模型基础上提出一种新的描述海杂波的长拖尾分布G-分布.该分布是由二元Raylei#独立积随机变量和广义x分布的随机变量进行级联而生成的三元独立积.使用Mel-lin变换方法得到G-分布概率密度函数的解析表达式.仿真结果表明G-分布的长拖尾特性比K-分布强.最后使用实验数据验证G-分布描述海杂波的有效性,并给出一种产生相关G-分布随机变量的方法,产生所需的相关随机变量.     

UWB雷达杂波物理建模与仿真分析

利用子带合成和物理平板模型,将超宽带(UWB)雷达分别在不同地貌(植被或裸地)和中心频率条件下进行地杂波建模、仿真、杂波统计分布拟合及其分析。通过获得的杂波仿真数据拟合出地杂波的统计模型,分析发现:UWB雷达地杂波随着地貌或中心频率的变化,杂波并不服从同种统计分布;但统计分布具有低重心和重拖尾的共性,且随着相对带宽的增加,拖尾加重。仿真结果与UWB雷达杂波定性分析的规律基本符合。     

Weibull杂波经正交对消处理后DFT谱线的统计分布

文献[1,2]研究了独立的Rayleigh分布和均匀分布随机变量经DFT后频谱的统计分布。本文探讨了经对消处理后杂波频谱的统计分布。随着对雷达精度要求的提高,人们日益重视对非Rayleigh杂波的研究;Weibull杂波就是其中的一类,它能在较广的范围内精确地描述实际杂波的幅度分布。适当改变Weibull分布的形状参数p,可使之逼近于Rayleigh分布(当p=2的Weibull分布)或对数-正态分布。本文用Monte Carlo法研究了Weibull杂波经DFT后谱线统计分布的求解。     

基于实测数据的分时全极化雷达海杂波分布研究

首先基于IPIX分时全极化雷达的海杂波实测数据,分析了瑞利分布、韦布尔分布、对数正态分布和K分布对实测数据的拟合效果,发现对数正态分布拟合水平极化接收通道的杂波数据效果较好,K分布拟合垂直极化接收通道的杂波数据效果较好,但是仍然存在海杂波"拖尾"区域拟合不理想的情况.为此,假设海杂波中的布拉格散射体的回波服从K分布,离散海尖峰的回波服从对数正态分布,海杂波整体服从K分布和对数正态分布的叠加混合分布,提出了一种具有闭式表达式的混合分布,以改善海杂波分布"拖尾"部分的拟合效果.实测数据分析表明,本文提出的混合分布对海杂波幅度分布的拟合效果优于对数正态分布和K分布.     

基于子带合成的超宽带雷达杂波建模与仿真

该文利用子带合成和广义平板模型,分别在不同的入射角和相对带宽条件下进行超宽带雷达地杂波建模、仿真,并对杂波统计特性进行分析.首先根据地形将地面划分成若干个小区域(称为广义平板);把超宽带信号划分成一系列子带(窄带);然后得出各子带信号在平板模型下的杂波反射系数(),最后通过子带合成的方法获得超宽带雷达地杂波模型.通过仿真发现,超宽带雷达地杂波随着入射角或相对带宽变化时,杂波的统计分布也跟随变化;但超宽带雷达杂波的概率密度函数曲线具有"低重心和重拖尾"的共性,且随着相对带宽的增加,拖尾加重.仿真结果证明了"频率分割子带合成"法的可行性.     

二维线性与非线性海面的宽带散射特性仿真及分析

该文基于加权曲率近似方法(Weighted Curvature Approximation, WCA),实现了对2维线性与非线性海面的宽带电磁散射信号的仿真,并通过大量的蒙特卡洛仿真研究了距离高分辨率条件下各距离单元内海杂波统计特性,特别是尖峰特性.研究结果表明,当雷达分辨率提高、雷达入射视线方向由侧风转向逆风、海面风速增加时,海杂波强度概率密度曲线(Probability Density Function, PDF)的长拖尾现象将更加明显.同时,非线性海面的宽带散射回波信号中出现尖峰现象的概率更高.此外,对海杂波统计分布曲线的拟合结果表明,与传统的K分布和Weibull分布相比,Pareto分布在较小擦地角条件下能够更好描述海杂波强度的统计特性.      

X波段小擦地角海杂波WW分布建模

为了更好地描述X波段小擦地角海杂波建模中出现的重拖尾现象,研究WW分布建模方法及其统计特性,进而改善统计分布模型对海杂波数据的拟合效果。基于X波段海杂波实测数据,分析在不同海况和极化方式下两重韦布尔(WW)分布对海杂波实测数据的拟合效果。通过其与韦布尔分布、对数正态分布、K分布等统计分布模型拟合优度检验的对比,表明WW分布可以很好地拟合具有重拖尾现象的海杂波数据。此外,WW分布能够在不同极化域内准确地描述海杂波的统计特性,具有较好的海杂波幅度分布统计建模能力。     

雷达海杂波尖峰时频分布特性研究

对雷达海尖峰进行了重新定义,使用短时傅里叶变换、平滑伪维格纳分布以及平滑内维格纳分布的重排形式3种工具分析了IPIX雷达杂波数据的单个距离分辨单元内海尖峰与时频分布之间的关系。研究表明,伴随海尖峰的发生,杂波对应的时频能量分布也较强。     

利用近似展开法的多视K模型参数估计器性能分析

准确估计模型参数是对合成孔径雷达图像空变背景杂波精确建模的重要前提。K分布是一种广泛应用于描述合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）图像杂波统计特性的概率模型,针对多视K分布杂波模型,该文总结了现有的参数估计方法,将常见的9种矩估计器推广到多视SAR图像的杂波建模中,并采用近似展开法推导了各估计器估计偏差和方差的解析表达式。本文对各种估计器的性能进行了对比与分析,结果表明,估计器的性能取决于视数、样本数、待估计阶参数的取值范围以及估计器的计算量,并且得到了不同应用场景与条件下合理选择估计器的一般原则。在实际应用中,应该根据具体情况来选择合适的估计器。      

基于矩方法的K分布杂波参数估计研究

从参数估计的精度和算法复杂度两个方面分析比较了矩与最大似然结合（MOM／ML）、分数阶矩、二／四阶矩、算术与几何均值比（MA／MG）、正规化对数估计（NLE）、对数方差和zlog（z）期望等7种基于矩方法的K分布形状参数估计算法的性能,证明了几种估计算法之间的关系。最后,结合K分布在雷达信号处理应用中的参数范围,给出了K分布雷达杂波参数估计的选择方案。     

K分布海杂波相干视频信号之仿真

提出了一种基于K分布的高分辨率雷达海杂波模型和仿真算法。对这种算法的思路和实现步骤进行了说明，并对其中的若干关键问题进行了研究。设计了仿真场景和雷达参数，在高性能微机上进行了杂波仿真实验，仿真结果表明该算法准确、可行。     

基于原点矩偏导的K分布杂波参数估计

K分布的参数估计研究对于雷达杂波特性预测和估计具有重要意义。基于矩估计的K分布参数估计方法通过联立不同阶原点矩进行参数求解,这些不同阶数下的联合,在数据长度受限情况下会产生误差。因此,通过计算原点矩偏导和原点矩之间的关系,推导出了一种新的K分布杂波参数估计方法。该方法在同阶原点矩的条件下进行参数估计,避免了不同阶原点矩之间的估计误差,具有更好的估计性能。通过仿真和实测杂波数据,分析比较了该方法与其他矩估计法的参数估计有效率和估计精度,该方法具有100%的估计有效率且估计精度更高。高阶矩对数据敏感,在矩估计法中应尽量选取低阶矩,通过合理选取阶数k可以得到较为理想的估计结果和精度。     

海面目标ISAR成像的杂波仿真与抑制

对海面目标进行ISAR成像时,会受到海杂波的影响。文中分析了ISAR成像中海杂波的统计分布模型、时间相关特性和空间相关特性,给出了一种相参杂波的仿真方法,并提出了一种ISAR中的杂波抑制算法。仿真算法利用球不变随机过程产生K分布相参杂波,并通过两次线性变换,使得杂波满足给定的时间和空间相关特性。为抑制ISAR信号中的海杂波,本文应用恒虚警检测技术,在预处理的ISAR像上设定一个适当的门限,以保留散射点信号、滤除杂波。最后,仿真结果证明了该算法的有效性。     

海杂波的K-分布建模与仿真

海杂波的建模与仿真是雷达环境模拟的重要部分。仿真得到的海杂波数据良好与否是雷达设计及雷达信号处理的关键。通常采用复高斯过程的方法来对雷达杂波建模,在幅度上等价于瑞利分布。然而,随着现代雷达分辨率的提高及/或在低入射余角的情况下,测量到的海杂波幅度的概率密度函数(PDF)呈现出与瑞利分布很大的偏差,而与K-分布模型比较吻合。该文利用K-分布对海杂波进行建模与仿真,从统计学的观点出发理解海杂波的特性,以期能提高海杂波的检测性能。     

基于SIRP的时空相关K-分布海杂波仿真研究

 时空相关K-分布海杂波的仿真对杂波环境下舰载雷达检测性能的研究具有重要意义.本文在分析海杂波时空相关特性的基础上,提出了一种基于球不变随机过程法(SIRP)的时空两维相关K分布海杂波仿真方法,并对其时间相关特性、空间相关特性、幅度分布特性进行了理论分析和仿真,结果表明,该方法产生的杂波序列符合K-分布,而且时间和空间相关特性可以根据需要进行设置.     

K分布海杂波参数估计方法研究

K分布模型在雷达杂波分析、建模、仿真及雷达目标检测中有着广泛应用,因此K分布杂波的参数估计方法非常重要。已有的K分布杂波的参数估计方法较多,然而在实际应用中缺乏从众多估计方法中选择合适方法的标准。本文针对常见的几类k分布参数估计方法,通过计算机仿真进行性能分析和比较,得出不同条件下选择参数估计方法的基本原则,并且将其应用于实际的海杂波数据建模分析中,从而对工程实践起到了指导作用。