海杂波幅度分布模型的研究

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1、海杂波幅度分布模型的研究　　摘要：为改善雷达检测目标的能力，基于对海杂波幅度特性的分析，采用瑞利分布、韦布尔分布、对数正态分布、K分布进行仿真，并与实测数据对比，分析了四种分布方式的拟合特点。由结果可知，雷达处于低分辨率高擦地角时，适用于瑞利分布；当雷达处于高分辨率低擦地角时，适用于其余三种分布，其中正态分布拟合的效果较好。由四种分布的参数拟合图知，K分布参数可以作为特征参量，更好地将主、次目标单元分离开来，为提高雷达检测能力提供依据。　　关键词：海杂波；幅度特性；分布模型；曲线拟合　　中图分类号：TN911.7?34文献标识码：A

2、文章编号：1004?373X（2015）19?0015?04　　Abstract：Toimprovethedetectionabilityofradartarget，Rayleighdistribution，Weibulldistribution，lognormaldistributionandKdistributionweresimulatedbasedontheanalysisofamplitudecharacteristicsofseaclutter.Thefittingcharacteristicsofthefourdist

3、ributionsareanalyzedbycomparingwiththemeasureddata.TheanalysisresultsshowthatRayleighdistributionissuitableforthesituationwhentheradarisinlowresolutionandhighgrazingangle.Otherdistributionsaresuitableforthesituationwhentheradarisinhighresolutionandlow6grazingangle，inwh

4、ichnormaldistributionhasbetterfittingeffect.Accordingtofittingfiguresoffourdistributionparameters，Kdistributionparametercanbetakenasthecharacteristicparametertoseparatethemaintargetandsub?targetunits.Kdistributioncanprovidethebasisforimprovingtheradardetectionability.　

5、　Keywords：seaclutter；amplitudecharacteristic；distributionmodel；curvefitting　　0引言　　对于海面上雷达来说，海面对雷达的后向散射回波中不可避免的包含其他物体的散射信号，即海杂波。雷达作为目标探测的重要手段，主要是通过向空间发射特定信号，接收并处理目标回波信号实现。传输过程中，不可避免的会产生各种干扰，降低雷达的检测性能[1?2]。　　海杂波与雷达的工作频率、极化方式、周围环境的温度、风向等因素密切相关，强海杂波信号对有用信号产生严重干扰，因此，海杂波在很大程

6、度上影响了雷达对海上目标的检测能力。本文通过对海杂波的幅度特性分析并建立仿真模型，指导雷达系统设计，以降低海杂波对信号检测的干扰。　　1海杂波幅度分布模型6　　雷达分辨单元有随机分布的散射体，它们的特征都是随机变量。雷达杂波具有随机起伏的特性，隐含一定的统计规律，即雷达回波的概率幅度密度函数（PDF）。常用的杂波PDF模型有瑞利分布、正态分布、韦布尔分布和K分布等[3?4]。　　1.1瑞利分布模型　　2实验及分析　　2.1实验数据说明　　实验采用的数据是加拿大McMaster大学IPIX雷达在加拿大东海岸测得的1993年实测数据。雷

7、达测得的每个数据集都有14个距离单元，数据是复数信号[I+jQ]的形式，分为同相分量[I]和正交分量[Q。]雷达的工作频率是9.39GHz，脉冲宽度是200ns，脉冲重复频率1000Hz，采样时间为131.072s，采样距离间隔为15m，擦地角[<1°。]极化方式有HH，VV，HV，VH的形式。14个距离单元中包含主目标单元、扩展目标单元和杂波单元。限于篇幅，本文采用IPIX网站#17（19931107_135603_starea）的雷达数据。　　2.2对幅度的分布拟合及分析　　由于HH极化方式下的海杂波的强度最弱[5]，所以实验采

8、用的是HH极化方式。对含有目标单元的海杂波信号幅度特性进行了瑞利分布拟合，实验结果如图1所示。　　由实验结果可以看出，在高分辨率、低擦地角的条件下，且当幅度很小时，瑞利分布的拟合效果图近似服从高斯分布，而实测数据有较高的峰值，拟合曲线