雷达海杂波统计建模与仿真

摘要

随着人们对海洋探索的不断深入和雷达科技的飞速发展，雷达海杂波的研究备受广大学者关注。海杂波统计建模及仿真能够为雷达系统设计、海面目标检测、海洋环境监测提供理论依据，在军事和民用领域均具有非常重要的理论意义和实用价值。
　　本文主要结合实测数据对海杂波统计特性进行了分析，具体内容如下:
　　完成了GIT、HYB、TSC、NRL四种常用海杂波后向散射系数经验模型的建模与仿真，并与Nathanson实测数据进行拟合，总结了各个模型的拟合特点和适用性。在建模的基础上分析了风速、风向、擦地角、极化方式等因素对后向散射系数的影响。
　　详细阐述了海杂波四种经典幅度分布模型、各模型的参数估计方法及功率谱特性。基于IPIX雷达实测数据，实现了四种模型与实测数据的拟合及实测数据的功率谱估计。创新性的分析了不同极化方式下的实测数据幅度分布特性和功率谱特性，并得到几个重要结论。
　　介绍了两种经典海杂波序列仿真方法ZMNL法和SIRP法。利用ZMNL法生成了Rayleigh分布、LogNormal分布、Weibull分布杂波序列。结合后向散射系数经验模型和K分布形状参数经验公式，推导出了K分布尺度参数和环境因素、雷达参数之间的关系公式，在此基础上结合SIRP法实现了二维K分布杂波仿真。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 课题研究现状和发展趋势

1．2．1 海杂波后向散射系数模型

1．2．2 海杂波统计分布模型

1．2．3 海杂波仿真

1．3 本文工作内容及安排

2 海杂波后向散射系数建模与分析

2．1 散射机理

2．1．1 雷达散射截面(RCS)

2．1．2 后向散射系数

2．2 后向散射系数经验模型

2．2．1 GIT模型

2．2．2 TSC模型

2．2．3 HYB模型

2．2．4 NRL模型

2．3 实测数据拟合分析

2．4 后向散射系数特性分析

2．5 本章小结

3 海杂波幅度分布及功率谱特性

3．1 幅度分布特性

3．1．1 Rayleigh分布模型

3．1．2 LogNormal分布模型

3．1．3 Weibull分布模型

3．1．4 K分布模型

3．2 幅度分布模型参数估计

3．2．1 矩估计法

3．2．2 最大似然估计法

3．2．3 典型幅度分布模型参数估计

3．3 功率谱特性

3．3．1 功率谱模型

3．3．2 功率谱估计

3．4 本章小结

4 海杂波实测数据分析

4．1 实测数据说明

4．2 拟合优度检验

4．3 IPIX雷达实测数据统计特性分析

4．3．1 幅度分布特性分析

4．3．2 功率谱特性分析

4．4 本章小结

5 海杂波仿真

5．1 杂波仿真方法

5．1．1 ZMNL法

5．1．2 SIRP法

5．1．3 ZMNL法和SIRP法的对比

5．2 海杂波仿真

5．2．1 瑞利分布杂波仿真

5．2．2 对数正态分布杂波仿真

5．2．3 威布尔分布杂波仿真

5．2．4 K分布杂波仿真

5．3 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果