船舶导航雷达杂波抑制方法研究及恒虚警率检测FPGA实现

发布时间：2017-06-24 01:11

  本文关键词：船舶导航雷达杂波抑制方法研究及恒虚警率检测FPGA实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海杂波背景下目标检测一直是雷达信号处理领域的研究热点,尤其是在海面环境多变的情况下,海杂波变化无常,导致雷达回波信号十分复杂,严重制约了雷达海面目标的检测性能。因此,海杂波的抑制成为提高海面目标检测性能的关键问题所在。本文基于上述存在的问题展开了相关研究工作,主要工作和创新点如下：(1)本文首先分析了海杂波的统计特性,描述了几种经典的海杂波幅度分布模型以及海杂波的功率谱特性,然后介绍了海杂波的产生方法,并对海杂波模型进行仿真。基于此,本文提出了一种统计多模型的船舶导航雷达海杂波抑制方法。根据雷达多次扫描回波数据统计模型库中各模型的参数特征,再与雷达回波的分布曲线进行对比,选择与之最佳匹配的海杂波模型,对回波信号进行对消,从而抑制海杂波的干扰。通过仿真与实测数据的处理分析,表明该方法能够对海杂波进行有效地抑制。(2)本文研究了海杂波背景下的恒虚警率(Constant False Alarm Rate, CFAR)处理算法。首先分析了CFAR检测技术的基本理论和三种均值类(ML-CFAR)处理方法以及有序统计类(OS-CFAR、OSGO-CFAR)处理算法,并分析比较了多种CFAR处理方法在均匀杂波背景、多干扰目标杂波背景及杂波边缘背景下的检测性能。通过对仿真结果的分析,表明OSGO-CFAR具有更好的检测性能。(3)本文基于FPGA对ML-CFAR、OSGO-CFAR算法进行设计和实现,并在设计过程中对OSGO-CFAR进行了优化,降低了运算量和资源损耗,仿真结果与资源利用率都验证了算法设计的正确性和可行性。
【关键词】：杂波模型 目标检测 恒虚警率 FPGA
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 本课题的研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 本文主要研究内容和结构安排12-13
• 第二章 典型海杂波的特性分析与仿真13-26
• 2.1 海杂波的幅度统计模型13-16
• 2.2 海杂波的功率谱特性16-17
• 2.3 典型海杂波模型仿真17-25
• 2.3.1 海杂波的仿真方法17-18
• 2.3.2 杂波统计模型的仿真18-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 基于统计多模型的船舶导航雷达海杂波抑制方法26-35
• 3.1 多参数选择的海杂波模型库26-30
• 3.2 多模型选择海杂波抑制算法原理30-31
• 3.3 仿真与实测处理结果对比分析31-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 恒虚警率检测方法研究及FPGA实现35-65
• 4.1 恒虚警率检测方法的基本原理35-41
• 4.1.1 奈曼-皮尔森最优检测35-38
• 4.1.2 恒虚警率检测方法的基本原理38-41
• 4.2 恒虚警率处理算法41-52
• 4.2.1 均值类恒虚警率(ML-CFAR)处理算法41-47
• 4.2.2 有序统计类恒虚警率(OS-CFAR)处理算法47-49
• 4.2.3 排序选大恒虚警率(OSGO-CFAR)算法49-52
• 4.3 FPGA的设计流程52-56
• 4.4 ML-CFAR算法的FPGA实现56-60
• 4.4.1 ML-CFAR算法的模型化设计56-58
• 4.4.2 仿真结果分析58-60
• 4.5 OSGO-CFAR算法的FPGA实现60-64
• 4.5.1 OSGO-CFAR算法的模型化设计60-63
• 4.5.2 仿真结果分析63-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 总结65
• 5.2 展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 作者简介72

  本文关键词：船舶导航雷达杂波抑制方法研究及恒虚警率检测FPGA实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：476775