机载L波段雷达海杂波幅度分布特性分析

机载雷达主要在海杂波背景下探测舰船目标，探测性能受海杂波影响大，海杂波分布特性直接影响检测器设计和系统探测性能.本文对L波段机载雷达回波特性、海杂波分布特性进行了理论分析建模，从目标检测的角度提出了海杂波预处理流程，并采用拟合的方法，基于实测数据对Rayleigh分布、Lognormal分布、复合K分布、Weibull分布等四种典型的杂波分布进行了验证，所用5级高海情和3级低海情数据样本分析表明，四种分布中Lognormal分布显著占优.上述方法与结论可用于辅助雷达最优检测器设计，具备较高的工程应用价值.     

对雷达杂波拖尾参数的提取

在传统的雷达杂波幅度分布参数的提取中，一直将整个杂波分布区域作为研究的对象，而实际感兴趣的区域在于大的杂波区域，即杂波拖尾区域。文中尝试提出了一种改进的方法，即只对拖尾区域作参数提取，仿真结果初步表明了该方法的有效性。     

应用Alpha稳定分布对雷达杂波的辨识

该文引入正向Alpha稳定分布辨识常见的瑞利、韦布尔、对数正态和K分布雷达杂波,以该分布模型参数表征4类雷达杂波的拖尾分布。提出了以Alpha稳定分布模型参数作为杂波分类特征的雷达杂波辨识的新方法,实现了对常见4种杂波分布的辨识。仿真结果表明,同经典的KS假设检验方法相比,该方法辨识精度高、运算量小。     

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.     

基于逆高斯分布的复合高斯海杂波建模研究

复合高斯(CG)分布模型广泛应用于非高斯杂波建模,其纹理分量决定了杂波的非高斯特性。该文采用逆高斯分布的纹理分量建立了一种双参数复合高斯分布海杂波模型,即逆高斯-复合高斯(IG-CG)分布,并推导了其统计特性。同时,利用IPIX 型雷达杂波数据进行拟合分析,结果表明该文建立的双参数IG-CG 分布模型相对于单参数IG-CG 分布模型和K 分布模型,其残差平方和平均降低了30%和60%,能够更加准确地与实测数据相吻合。      

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.     

双瑞利分布的时空二维杂波模拟

本文讨论了一种幅度满足双瑞利分布，其二维谱和特征值谱给定的时空二维杂波的模拟方法，它对机载相控阵雷达系统的设计和性能分析是极有意义的。文中详细探讨了二维杂波模拟遇到的新问题，并提出检验二维杂波模拟结果的新要求。     

广义K分布杂波模型参数估计

假设杂波散斑分量和幅度调制分量均服从广义Gamma分布是广义K分布杂波模型的前提条件.本文以参数解耦技术为突破点,提出了一种杂波模型参数估计算法,将一个四维非线性最优化问题转化为一个一维最优化问题,从而降低了计算量和所需样本数,提高了估计性能.仿真结果验证了算法的有效性与准确性.     

SIRP法相干相关K分布雷达杂波的建模与仿真

雷达相干相关杂波的产生多是由相应的非相干相关杂波的零记忆非线性变换法（Zero Memory Nonlinearity,ZMNL)加以推广得到的。ZMNL法的前提是已知非线性变换前后杂波的相关系数之间的非线性关系，而对于相干相关K分布杂波却难以找到这样一种适用的非线性关系，于是提出了于不变随机过程法（Spherically Invariant Random Processes,SIRP）的相干相关K分布杂波的仿真模型，以高新型谱为例进行了仿真，仿真结果证明了这种方法的有效性。     

OSGO-和OSSO-CFAR在K分布杂波背景下的性能分析

该文证明了形状因子已知条件下OSGO-CFAR和OSSO-CFAR检测器在均匀统计独立的K分布杂波背景下具有恒虚警性能,分析了两种检测器在均匀杂波背景、杂波边缘和存在强干扰目标情况下的检测性能。并与OS-CFAR进行了比较,结果表明OSGO-CFAR在均匀杂波背景和存在强干扰目标情况下带来的附加检测损失很小, 在杂波边缘具有更好的虚警控制能力。所以,OSGO-CFAR是K分布杂波背景下一种性能比较好的恒虚警检测器。     

欠采样频率估计方法

基于时延和旋转不变子空间技术(ESPRIT),本文提出了一种新的欠采样宽频带信号频率的高分辨估计方法.文中,欠采样所引入的频率模糊由增加的延迟通道提供的信息加以消除,并提出了相应的频率解模糊算法.为进一步降低运算量,文中给出了该频率估计方法的简易算法,增强了方法的实用性.文末推导给出频率估计的CRLB,并通过数值仿真实验验证了本文算法的有效性.     

非高斯海杂波背景最优相干检测性能分析

非高斯海杂波背景下雷达目标检测一直是研究的重点。海杂波分布参数形式的多样化使得检测器对杂波平均功率的恒虚警特性无法保证,因此文中对描述非高斯海杂波的K分布、广义Pareto分布和逆高斯纹理复合高斯分布的参数形式进行了规范化,得到了规范化后的三种杂波分布对应的最优相干检测器。理论分析和实验验证了三个自适应检测器分别对杂波平均功率、目标多普勒频率和散斑协方差矩阵具有恒虚警特性。仿真实验表明:散斑协方差矩阵估计方法和辅助数据的数量均影响着自适应检测器的检测概率和虚警概率。     

干涉图幅度统计分布模型族及其参数估计

提出了新的干涉图幅度分布模型族及对应的参数估计器.首先,在乘积模型框架下,以复Wishart分布为基础,通过引入场景环境分类的思想,利用具备真实地物RCS分量精确建模能力的逆方根Gamma分布和广义逆Gauss方根分布,推导建立了理论完善的新的干涉图幅度分布模型族:E-Gamma分布、E-G0分布和E-G分布,解决了均匀度变化下的广泛区域对应的干涉图幅度数据的精确建模问题,实现了单通道SAR图像建模理论到多通道SAR干涉图幅度建模的拓展与统一;其次,基于Mellin变换导出了各新分布模型的参数估计器:E-Gamma_MoLC、E-G0_MoLC和E-G_MoLC,新估计器能够快速、准确地迭代出各分布参数的估计值.以KL度量、MSE度量和K-S检验作为定量评估准则,对星载多通道SAR实测数据对应的干涉图进行实验,结果证明了所提模型族及对应参数估计器的有效性.     

L波段HH极化机载雷达杂波特性分析

本文利用经地面有源绝对校准的机载杂波雷达,对平原、丘陵和山区等典型地形地物进行了L波段HH极化雷达杂波特性测量.修正了载机姿态变化对杂波测量的影响,比较了常数γ模型、n次模型和指数模型以及四种概率分布对杂波数据的分析结果,表明n次幂γ模型和Weibull分布及K分布与测量数据较为一致,并给出了相应的模型统计参数.     

机载雷达多杂波分布类型的恒虚警检测方法

本文提出了一种检验杂波分布类型的有效方法,该方法首先通过概率密度变换方法对被检验的杂波序列进行变换,再应用简单的正态分布检验方法检验变换后的序列,以此来检验原杂波序列的分布类型.针对常用的瑞利、韦布尔、对数正态杂波类型,与χ²和KS拟合检验方法进行了仿真比较,结果表明该方法检验精度高,计算简单,并且通用性强,克服了经典检验方法受区间划分影响大,对参数估计精度要求高,计算复杂的缺点.在杂波检验的基础上,根据OS-CFAR和log-t CFAR检测方法设计了适应于多杂波分布类型的CFAR处理器,对特定杂波类型CFAR检测器与背景杂波类型失配的各种情况的检测性能进行了仿真和分析.     

车载前视GPSAR图像背景均衡方法

车载前视GPSAR是对较大区域浅地表进行探测的有效工具,能够对探测区域进行二维高分辨率成像。针对车载前视GPSAR图像的空变及增益不均的特点,首先给出了对大面积图像数据进行均衡的基本框架;然后分析实测数据的杂渡分布并利用其对图像进行均衡;最后通过分析均衡后图像信杂比及其对杂波分布特性的影响,获得了均衡实测图像的较好方法,从而验证了均衡框架的有效性。     

Maximum Likelihood Estimation of Compound-Gaussian Clutter and Target Parameters

Compound-Gaussian models are used in radar signal processing to describe heavy-tailed clutter distributions. The important problems in compound-Gaussian clutter modeling are choosing the texture distribution, and estimating its parameters. Many texture distributions have been studied, and their parameters are typically estimated using statistically suboptimal approaches. We develop maximum likelihood (ML) methods for jointly estimating the target and clutter parameters in compound-Gaussian clutter using radar array measurements. In particular, we estimate i) the complex target amplitudes, ii) a spatial and temporal covariance matrix of the speckle component, and iii) texture distribution parameters. Parameter-expanded expectation–maximization (PX-EM) algorithms are developed to compute the ML estimates of the unknown parameters. We also derived the CramÉr–Rao bounds (CRBs) and related bounds for these parameters. We first derive general CRB expressions under an arbitrary texture model then simplify them for specific texture distributions. We consider the widely used gamma texture model, and propose an inverse-gamma texture model, leading to a complex multivariate$t$clutter distribution and closed-form expressions of the CRB. We study the performance of the proposed methods via numerical simulations.     

一种新的高频雷达海杂波的分形模型

利用分形理论建立的海杂波模型具有巨大的潜力,在高频雷达海杂波多重分形特性的基础上建立了高频雷达海杂波的时域分形模型。通过对韦布尔分布、对数正态分布、瑞利分布和K分布4种最常用的海杂波的概率密度函数的比较分析并利用修正的Kolmogorov-Smirnov(K-S)统计检验,得出了高频雷达海杂波的时域模型具有先验的统计特性的结论,证明了新的海杂波时域分形模型的合理性,这对于高频雷达海杂波建模与仿真及其背景下目标检测研究具有现实意义。