海杂波中目标检测的时频方法研究

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1、海杂波中目标检测的时频方法研究作者姓名车转转导师姓名、职称张民教授一级学科物理学二级学科无线电物理学科门类理学提交学位论文日期2014年11月学校代码10701学号1207122482分类TN82号O451密级公开西安电子科技大学硕士研究生学位论文海杂波中目标检测的时频方法研究作者姓名：车转转一级学科：物理学二级学科：无线电物理学科门类：理学指导教师姓名、职称：张民教授提交日期：2014年11月TargetDetectioninSeaClutterBasedonTime-frequencyMethodsAthesissubmittedtoXIDIAN

2、UNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsofMastergraduationByChezhuanzhuanSupervisor:Prof.ZhangminNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材

3、料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书

4、。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着对地高分辨观测技术的发展，海杂波的背景中目标的识别和检测越来越成为热门研究话题。海面目标的回波，主要是来自海面背景本身的杂波和目标的散射回波。要实现雷达对海面目标的检测，就要区分这两种散射回波的特征。因此，论文基于加拿大McMaster大学IPIX雷达实测数据，利用时频分析方法，研究背景海杂波和目标的散射回波的特性。论文的主要工作如下：1、介绍了两种典型的雷达海杂波数据的产生方法，即无记忆非线性变换法(ZMNL)和球不变随机过程法(SIRP)。重点用ZMNL法产生了符合瑞利分布、对数正态分布和韦伯儿分布的

5、海杂波。用SIRP方法产生了符合相关K分布的海杂波，并分析了两种杂波的产生方法的优缺点。2、分析了海杂波的功率谱特性。研究海杂波功率谱的估计方法有经典的周期图法和现代谱估计法，用这两种方法分析了实测海杂波数据的功率谱，结果表明不同极化和海情的杂波的功率谱存在差异，同时发现现代谱分析方法比经典的周期图法取得更加平滑和清晰的效果。然后用相关函数法分析了海杂波的时间相关性，研究表明海杂波的时间相关性都有一个共同的特点就是经历过一个去相关时间，然后是一个比较长的衰减期直到相关函数值几乎为0。然后对海杂波的空间相关性作了分析。3、研究了实测海杂波数据的统计特性

6、。列举了瑞利分布、对数正态分布、韦伯儿分布和K分布这四种统计分布模型。根据实测海杂波数据，用理论分布模型和实际分布进行了对比研究，结果表明相关K分布可以很好地拟合实测海杂波数据。4、描述了背景海杂波和带目标的海杂波的时频分析方法。包括短时傅里叶变换法(STFT)，维格纳分布法(Wigner-Ville)法,Wigner-Hough变换法，分数阶傅里叶变换法(FRFT)。然后用实测海杂波数据对以上方法的有效性进行了验证和对比，发现短时傅里叶变换能够得到清晰的时频分布特性。然后用Matlab仿真实测海杂波数据的维格纳分布、平滑维格纳分布和平滑伪维格纳分布

7、，仿真结果表明平滑伪维格纳分布能够有效克服交叉干扰项对维格纳分布带来的影响，取得较好的时频分析效果。同时通过研究背景海杂波数据和带目标的杂波数据可以发现维格纳分布可以识别海面慢速运动的目标，并且在二维的时频图上得到直线带状结构，而Wigner-Hough变换可以识别这种直线带状结构，通过坐标变换可以得到非常清晰的直线尖峰，从而进一步验证了Wigner-Ville方法对海面目标识别的应用。另外，还确定了背景海杂波和带目标的杂波在经过分数阶傅里叶变换后，在最佳变换区域内得到不同的分形特征，为海面目标识别提供了依据。I西安电子科技大学硕士学位论文关键词：海

8、杂波；功率谱密度；时频特性；FRFT论文类型：应用基础研究类（或基础研究类）IIABSTRACTABSTRA