复合高斯杂波背景下距离扩展目标检测

发布时间：2020-03-24 22:10

【摘要】：随着高分辨雷达的广泛应用,海杂波背景下的目标检测问题面临一些新的挑战。第一,高分辨海杂波幅度统计特性相比窄带雷达体制下的瑞利分布模型出现了严重的拖尾现象,高斯模型不再适合描述重拖尾海杂波;第二,雷达分辨率的不断增加将目标分辨为不同距离分辨单元上的散射体中心,出现距离扩展现象,传统点目标检测器不再满足需求;第三,宽带雷达体制下,目标的运动姿态变化使得传统秩1目标回波信号模型不再适合描述由目标平动、转动等引起具有多普勒扩展现象的信号;第四,除传统意义上的海杂波之外,对低空飞行目标而言,海面上慢速运动的船只等不感兴趣的目标也被视为杂波,该类杂波的抑制也是海杂波背景下目标检测亟待研究的问题之一。海杂波模型及目标回波模型的精确建立是海杂波背景下目标检测问题的基础,而给定海杂波幅度统计特性下的最优检测器设计也至关重要。因此,本论文首先提出了一种逆高斯纹理复合高斯杂波背景下的子空间距离扩展目标自适应检测器;然后还提出了一种基于秩1检测器以及多通道顺序统计量的子空间信号检测方案;最后结合实际应用问题,提出了一种用于消除海面慢速运动目标的点状杂波图技术。本论文主要研究成果可概括如下:第二章从统计建模的角度出发,首先回顾了雷达分辨率从低到高变化时,海杂波幅度统计特性的变化。重点讨论了海杂波复合高斯模型在三种具体纹理下的幅度分布。还回顾了不同纹理条件下基于GLRT的距离扩展目标检测器设计方法,该类检测器是子空间距离扩展目标检测器设计的基础。第三章主要研究了复合高斯杂波下自适应子空间距离扩展目标检测问题。将杂波纹理分量建模为逆高斯分布,用以匹配高分辨海杂波非高斯特性。假设目标不仅在距离维扩展,还存在多普勒维的扩展,因此将目标回波信号建模为适用范围更广的子空间信号。然后基于两步GLRT设计方法得到自适应子空间距离扩展目标检测器。最后基于仿真和实测数据评估了所提检测器的检测性能,实验表明所提检测器性能优于已有检测器。第四章针对短脉冲CPI内由于导向矩阵估计困难导致子空间最优检测器失效的问题,提出了一种新的子空间信号检测方法。当信号多普勒分量个数已知时,平均秩1检测器响应最大的L个统计量作为最终的统计量;当信号多普勒分量个数未知时,基于秩1信号最优检测器以及多通道顺序统计量,通过“或”准则融合检测结果。实验证明所提检测方案能对子空间信号进行有效检测。第五章借鉴传统杂波图处理的思想,记录慢速运动目标帧间运动位置及其能量信息,通过帧间迭代更新建立点状杂波图,基于该点状杂波图实现慢速运动目标的消除,仿真及实测数据证明,所提方法可有效消除慢速运动目标。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN957.51

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本文编号：2598932