提高雷达信号检测性能方法的研究

摘要

21世纪以来，随着航运业的不断发展，人们对海上交通的安全性更加关注。由于当今海面的情况更加复杂，为了保证海面交通的安全，必须进一步提高雷达信号的检测性能。航海雷达信号检测的主要任务是从噪声、海杂波等干扰中发现目标。除此之外，雷达还可以根据采集到的目标特征信息进行目标识别。雷达目标识别的主要任务是“看清”目标、“分辨”目标。雷达目标识别可以看作是一种信号检测，目标识别有助于提高目标检测概率和降低虚警率。因此，将雷达目标识别理论应用到雷达信号检测中，必然能够提高雷达信号的检测性能。
　　本文首先分析了雷达信号检测理论以及经典的雷达检测手段，包括信号检测的最佳准则、恒虚警和脉冲积累检测等;然后分析了目标识别理论及其发展历程，讨论了利用目标识别提高雷达信号检测性能的可行性。最后，本文针对不同尺寸的雷达目标，提出了两种信号检测方法来提高雷达信号的检测性能。
　　(1)基于包络特征匹配的雷达信号检测。提取目标包络上升沿的高阶矩特征，并对连续多帧雷达信号进行帧间匹配、帧间积累。
　　(2)基于轮廓特征匹配的雷达信号检测。利用数学形态学知识对感兴趣区域的雷达信号进行内部填充和边缘平滑，然后提取轮廓信息，并对连续多帧雷达信号进行帧间匹配、帧间积累。
　　本文对所提出的基于特征识别的雷达目标检测算法在Visual Studio2010环境下进行了编程设计，通过实验分析验证了方法的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 雷达信号检测与识别的发展历程及研究现状

1．2．1 雷达信号检测

1．2．2 雷达目标识别

1．2．3 基于雷达信号包络特征的识别

1．2．4 基于雷达目标轮廓特征的识别

1．3 本论文的组织结构

1．4 本章小结

第2章 雷达目标检测的基本方法

2．1 雷达目标的统计检测

2．1．1 信号检测最佳准则

2．1．2 恒虚警率检测

2．1．3 脉冲积累检测

2．1．4 传统目标检测方法的不足

2．2 基于雷达目标识别的信号检测

2．2．1 雷达目标识别

2．2．2 雷达目标识别的过程

2．2．3 雷达目标特征识别的影响因素

2．2．4 基于雷达目标识别的信号检测

2．3 本章总结

第3章 基于包络特征匹配的雷达信号检测

3．1 海杂波下雷达信号包络特征的选择

3．2 基于雷达包络上升沿特征的信号检测

3．2．1 雷达包络上升沿的预处理

3．2．2 上升沿高阶特征的提取

3．2．3 基于高阶矩特征的信号检测

3．3 本章小结

第4章 基于轮廓特征匹配的雷达信号检测

4．1 雷达视频信号的预处理

4．2 基于形态学的雷达信号处理

4．2．1 形态学中的膨胀算法和腐蚀算法

4．2．2 形态学中的开操作和闭操作

4．2．3 基于形态学的信号综合滤波

4．3 雷达目标轮廓特征的提取

4．3．1 基于形态学的目标轮廓提取

4．3．2 基于轮廓跟踪的目标轮廓提取

4．3．3 雷达目标轮廓特征参数的获取

4．4 基于轮廓特征匹配的信号检测

4．4．1 基于Hausdorff距离的轮廓匹配

4．4．2 基于轮廓特征匹配的信号检测过程

4．5 本章小结

第5章 结论

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

作者简介