高分辨雷达海杂波背景下目标检测

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1、高分辨雷达海杂波背景下目标检测作者姓名刘黛琳指导教师姓名、职称陈伯孝教授申请学位类别工学硕士学校代码10701学号1502120923分类号TN958密级公开西安电子科技大学硕士学位论文高分辨雷达海杂波背景下目标检测作者姓名：刘黛琳一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：陈伯孝教授学院：电子工程学院提交日期：2018年6月TargetDetectionintheBackgroundofSeaClutterforHighResolutionRadarAthesiss

2、ubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSignalandInformationProcessingByLiuDailinSupervisor:ChenBaixiaoTitle:ProfessorJune2018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

3、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料。与我一同工作的同事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

4、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，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，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。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要海杂波背景下的目标检测是雷达信号处理领域的一个重要课题，尤其是随着雷达距离分辨率提高和雷达波束擦地角的减小，海杂波统计特征趋于复杂，海尖峰现象愈发明显，传统的检测算法效果变得不理想。本文基于实测数据，介绍了高分辨雷达下的目标检测方法，提出若干改进措施，并介绍算法的工程实现。本

5、文首先介绍了检测的基本原理和几种常用的恒虚警率检测算法，由于不同恒虚警方法适用的杂波环境不同，因此引出了根据杂波环境自动选取恒虚警检测器的自适应恒虚警算法。本文介绍了一种名为可变性指示算法的自适应恒虚警检测算法。针对该算法在杂波边缘容易漏警的问题，本文做出了一些改进，增加了一些对杂波边缘位置的判断。Matlab仿真实验证明了改进后算法在杂波边缘检测性能的提升。随后，结合IPIX雷达和某雷达的实测数据，本文分析了海杂波回波的幅度特性、多普勒特性和相关性。同时，结合海杂波回波的幅度统计特征，本文介绍了瑞利分布、对

6、数正态分布、韦布尔分布、K分布等概率模型，其中K分布是常用的海杂波的数学模型。此外，海尖峰作为海杂波由稳态向非稳态转变的标志，对于雷达表现为在距离和多普勒维随机分布的运动或静止的目标。对于海尖峰的抑制，一直是个难题。本文结合雷达的实测数据，通过分析海尖峰的幅度和多普勒频率特征，提出了一种较为简单、对于工程实现较为实用的海尖峰距离维抑制算法。对实测数据的处理证明了该算法对于距离维尺寸较小的海尖峰具有很好的抑制效果。最后结合某雷达项目，本文介绍了部分雷达目标检测算法的FPGA硬件实现的具体流程和步骤。通过流水线和

7、寄存器寄存中间结果的方法，在实现求取CFAR门限同时，保证时序的平稳。将几种算法实现较为相似的CFAR方法合并到一个模块，以节约硬件平台的运算资源和存储资源。最终，作者负责的FPGA子模块和所属FPGA板依次通过单板测试和系统联调，该雷达项目顺利验收。文章从工程实现的角度，结合雷达实测数据，介绍了海杂波背景下目标检测的理论知识，和FPGA硬件实现的详细步骤。本文采用的一种易于工程实现的雷达目标检测流程，经过实际雷达项目的验证，可以较好地抑制海杂波和海尖峰，较为准确地检测到海面目标。关键词：海杂波，恒虚警，自适

8、应恒虚警，海尖峰，FPGAI西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTTargetdetectioninthebackgroundofseaclutterisanimportantissueinthefieldofradarsignalprocessing.Inparticular,withtheimprovementofradarresolutionandthereducti