海面動目標的檢測及其FPGA實現(xiàn)技術(shù)研究.pdf

1、海面動目標的檢測是雷達信號處理領(lǐng)域中的一個研究熱點,在民用和軍用方面都占有十分重要的地位。隨著作用距離、多普勒分辨率、距離分辨率、實時性、可靠性等要求的提高,如何改善雷達回波的信雜比,并在強海雜波背景中更有效地檢測出運動目標,成為了急待解決的研究問題。本文針對海雜波嚴重干擾雷達對低速和高速動目標檢測的問題,在研究動目標特性的基礎(chǔ)上,開展了海雜波背景下動目標檢測及其FPGA實現(xiàn)技術(shù)的研究。
　　第一,研究和討論了不同海雜波模型的統(tǒng)計

2、分布特性,分別對艦船等海面低速動目標以及導彈、飛機等高速動目標的回波特性進行研究,建立回波模型,并對動目標的時域和頻域特性進行仿真。
　　第二,針對低速動目標的多普勒頻移接近海雜波中心頻率的問題,研究了K分布海雜波背景下低速動目標的最優(yōu)檢測(OD)和廣義似然比檢測(GLRT),深入分析了K分布海雜波形狀參數(shù)、尺度參數(shù)以及相干積累脈沖數(shù)對OD和GLRT算法的影響,利用輔助雜波距離單元估計海雜波的歸一化協(xié)方差矩陣。在此基礎(chǔ)上,采用特征

3、值分解和多普勒相位空間搜索兩種方法估計目標的多普勒頻移,并對相位搜索GLRT的運算量進行了改進。最后,通過蒙特卡洛仿真試驗比較和分析了K分布海雜波背景下OD和GLRT的檢測性能,以及GLRT在方向矢量未知條件下的檢測性能,并采用IPIX海雜波數(shù)據(jù)進行處理驗證。
　　第三,針對高速動目標在長時間相干積累中存在距離走動和多普勒模糊現(xiàn)象的問題,深入研究了基于Keystone變換(KT)和Radon-Fourier變換(RFT)的高速動目

4、標檢測方法。首先,分析和比較了三種不同KT實現(xiàn)方法對運動目標距離走動的補償。其次,基于運動目標的徑向速度、距離走動和多普勒頻移之間的耦合關(guān)系,研究了速度和距離聯(lián)合搜索的RFT算法,并對多普勒補償函數(shù)進行互補加權(quán),抑制RFT的盲速旁瓣現(xiàn)象。最后,通過大量的蒙特卡洛仿真試驗比較和分析Keystone變換和RFT在海雜波背景下海面高速動目標的檢測性能。
　　第四,在ISE開發(fā)環(huán)境中,對海面低速動目標的GLRT算法進行FPGA仿真,并與M