通信工程毕业论文雷达中韦布尔分布杂波的参数估计问题
海杂波Weibull幅度分布参数的多分位点估计方法[发明专利]
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专利名称：海杂波Weibull幅度分布参数的多分位点估计方法专利类型：发明专利
发明人：水鹏朗,蒋晓薇,许述文,徐众林
申请号：CN201510173291.9
申请日：20150410
公开号：CN104749564A
公开日：
20150701
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了海杂波Weibull幅度分布参数的多分位点估计方法。
其实现步骤为：(1)根据海杂波Weibull幅度分布模型的概率密度函数得出该模型的累积分布函数；(2)选取三个样本累计概率p，p，p，根据分位点定义得到三个关于海杂波Weibull幅度分布模型形状参数β和尺度参数η的分位点方程；(3)利用杂波幅度数据求出分位点和的估计值和(4)利用求出的三个估计值和步骤2中的三个分位点方程得到形状参数的估计值和尺度参数的估计值本发明可减小异常散射单元对样本的干扰，提高参数估计性能，可用于海杂波背景下的目标检测。
申请人：西安电子科技大学
地址：710071 陕西省西安市太白南路2号
国籍：CN
代理机构：陕西电子工业专利中心
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相关韦布尔分布雷达杂波模拟的VC++实现与分析
１ 仿 真 思 路
产 生非 高斯分 布 相 关 序列 的基 本 要求 是 ， 产生 所
图 ２ 球 不 变 随机 过 程 法 （ ＩＰ 产 生 ＳＲ ）
非 高斯相关序列的基 本原 理框 图
的非高斯随机序列必须同时满足幅度分布和相关特性 的要 求 。找 到一种快 速 、 准确地 模拟 雷达 杂波 的 方法 ， 对于 雷达信 号 处理器 的设 计 以及雷达 系统 模拟 十 分重
达的基本工作原理 ， 而 目标一般都存在或隐蔽 于周 然 围环境 中， 环境电磁散射对雷达 目标信号检测产生 的 干 扰 称 为 雷 达 杂 波 。雷 达 杂 波 通 常 指 地 形 、 物 、 地 海 浪、 云雨 等 产 生 的 回波 ， 地物 杂 波 、 面杂 波 和气 象 即 海
杂波 。对 雷达 杂波特 性 的深入 了解并 通过 相应 的雷达
包括 地物 杂 波 、 杂 波 和 云 雨 杂 波 等 。Ｒ ｙ ｉ 海 ａｌ ｇ 布 ｅ ｈ分
图 １ Ｚ Ｌ变换法产生非高斯相 关序 列的基本原理框 图 ＭＮ
球 不变 随机 过 程法 （ ＩＰ 产 生 非 高 斯 相 关 序 列 ＳＲ ）
的基本 原理如 图 ２所 示 。
是 它的 一 个 特 例 ， 此 模 拟 产 生 具 有 一 定 相 关 性 的 因 Ｗｅ ｕ１ 布 杂 波 对 雷 达 系 统 的仿 真 研 究 具 有 重 要 ｉ ｌ分 ｂ 意 义 引。
确性。
７ ０７ ） １０ １
要 韦布 尔分布是雷达杂波 中一种重要 的概 率分布模 型，文中介绍 了韦布 尔分布杂波模拟 的思路 和 Ｚ Ｌ法 ＭＮ
模拟的步骤 ，重点 阐述 了模 拟过 程 中的难 点及 解决 方法 ，并对模 拟 结果 进行 了分析 ，证 明 了该 方法 的有 效性 和 正
海杂波幅度模型及参数估计综述
海杂波幅度模型及参数估计综述欧林晖(中国电子科技集团公司第三十八研究所，安徽合肥230088)应用科技随翻分析了在海杂渡背景下检测目标的特点，并针对不同类型的雷达回波，给出了几种常用的海杂波幅度统计模型及参数估计方法，为雷达滤波嚣的设计提供了理论参考。
鹾蓦枣河l海杂渡；幅度统计棒|生；参数估计1引言检测海面目标或海面背景下低空目标的雷达，必须克服海面本身回波的影响。
对岸基雷达、舰载雷达以及机载、球载等雷达，海面回波随雷达极化方式、工作频率、天线视角及海情、风向和风速等多个因素的变化而呈现明显的非平稳、非高斯特性，特别是和目标特性类似的所谓的“海尖峰”特性，在很多情况下，限制雷达检测能力。
为了能在海杂波背景下检测出慢速小目标，需要建立精确的描述海杂波分布特性的模型，同时要用观测数据对模型中的各个参数进行f舒十。
因此参数估计的准确程度将直接影响分布检验的结果，从而最终影响目标检测性能，所以参数估计和分布检验对于雷达f言号检测具有重要的意义。
2典型海杂渡分布模型及参数估计传统上，人们将海杂波作为一种纯随机过程来研究和处理，对海杂波的建模多采用随机分布模型，如瑞利分布《R ayl ei gh)、韦布尔分布(W ei bul l)、K分布、a稳态分布等。
对于低分辨率雷达，瑞利分布可以较好地描述杂波的幅度概率分布，此时在一个雷达距离分辨单元内存在大量散射单元而满足中，0极限定理假设。
对于高分辨率雷达，杂波幅度概率分布呈现如下两个特点：一是在高概率区域有—个较长的拖尾：二是有—个较大的标准偏差与平均值的比值。
因此可以用W ei bul l分布和K分布来解释和描述非瑞利杂波的概率分布。
对高分辨雷达在低视角工作时获得的海杂波回波包络模型的研究表明，用K分布不仅可以在很宽的范围内很好地与观测的杂波数据的幅度分布相匹配，而且还可以正确地模拟杂波回波的脉问相关特性。
2l瑞利分布∞yl ei甜溉其参数估计当一个杂波单元内含有大量相互独立的散射体时，雷达杂波包络服从瑞利分布，瑞利分布适用于描、述1氏分辨力雷达大俯视角时平稳环境的海杂波。
基于MLESA的威布尔分布的参数估计
选取不具有一般性曰范英利用牛顿迭代求解 茁尧浊袁将似然函数化
为一元函数袁并采用 月则藻灶贼 搜索法寻找最优的位置参数咱远暂袁但牛
顿迭代需要进行求导袁过程复杂且容易发散袁且文章所用的所谓
月则藻灶贼 搜索算法袁仍然属于一种贪婪算法袁不能满足多峰函数最
大值的求解曰李晓雨采用 郧酝原酝蕴耘 联合估计咱苑暂袁先用灰色预测
法求出 酌袁再通过极大似然估计求出 茁尧浊袁但求解过程复杂袁且
用灰色预测法可能出现位置参数不符合物理实际的情况遥 本文
结合前人的经验袁首先将式渊猿冤的求解转化为一元函数的最大值
应用三参数威布尔分布的难点是参数估计方法还需加强完
善袁目前常规的参数估计方法有院图估计法尧双线性回归法尧相关
系数法尧极大似然法尧灰色预测法等遥 本文提出 酝蕴耘原杂粤 算法袁
将似然方程组的求解转化为求一元似然函数的最大值问题袁并
采用模拟退火算法进行具体求解遥
员 威布尔分布的极大似然估计
假设有 灶 个寿命服从三参数威布尔分布袁 且按失效时间进
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求解上述似然方程组遥 目前学者采用的方法袁都或多或少存
在一些缺陷院孙淑霞采用 晕藻憎贼燥灶原砸葬责澡泽燥灶 迭代法袁将渊猿冤式进
行 栽葬赠造燥则 级数展开并作一阶近似袁化为线性方程组袁且利用图估
【原创】雷达杂波的建模与仿真方法研究毕业论文设计40论文41
毕业设计（论文）雷达杂波的建模与仿真方法研究燕山大学毕业设计（论文）任务书摘要现代雷达系统越来越复杂，难以用直观的方法来进行研究，因此雷达模拟应用广泛。
雷达系统模拟是数字模拟技术与雷达技术结合地产物。
也就是用计算机软件来建立雷达系统的模型，然后在计算机上复现雷达系统中信号的产生、传递、处理等动态工作过程。
雷达模拟的核心是建立雷达目标回波信号及各种杂波信号散射、传播特性的模型。
杂波伴随这雷达产生而产生，对于雷达的设计有着重要的影响。
所以通过对杂波性质的研究，建立合适的模型，对于雷达设计和分析有重要意义。
对数正态分布、韦伯分布、K-分布是三种适于描述雷达杂波的非高斯分布模型，快速、准确地模拟各种杂波，对雷达研究是十分重要的。
文中讨论了上述三种相关非高斯分布杂波的建模与仿真，在三种非高斯分布与高斯分布的相关系数之间的非线性关系的基础上，利用ZMNL法，模拟产生了三种相关的非高斯分布随机序列。
本文正文部分先论述了雷达杂波的性质和分类，然后介绍了几种常用的概率分布模型，接着介绍了有关ZMNL法的原理和应用，最后具体阐明了在指定杂波功率谱情况下，幅度服从瑞利分布、对数正态分布、韦伯分布和K-分布的杂波的建模与仿真方法，并根据不同分布的特点，将其应用到地杂波、海杂波、气象杂波和箔条干扰的仿真中。
仿真结果证明了这种仿真方法是有效可靠的。
关键词雷达杂波仿真；ZMNL；概率分布；功率谱AbstractWith the more complexity of modern radar system, it is difficult to analysis as usual methods. So Radar simulation is widely used. Radar System Simulation is combined with digital-analog techniques and radar technology. That is, Modeling radar system with software, and then recurring the produce, transmission processing by computer .The core of RES is modeling the scatter and transmission of radar echo signal and varied radar clutter signals. So it is very important to study the character of radar clutter, to find a proper model. And it is very sienificant to radar design and analysis.Radar clutter can be statistically modeled by using three kinds of non-Gaussian probability density functions (PDF) of lognormal, Weibull and K-distributed. It is important to correctly simulate radar clutter. Modeling and simulation of three kinds of correlated non-Gaussian clutter are discussed in is paper. Based on the correlation coefficient nonlinearity between three non-Gaussian and Gaussian distribution, three kinds of correlated non-Gaussian random sequences are generated by zeros memory nonlinearity (ZMNL).In the first part of the paper, the nature and classification of a radar clutter are discussed, and then we introduce several common probability density models, followed with the principle and application of ZMNL. In the end, we illuminate the simulated modeling way of Rayleigh, Log-norm, Weibull, K-distributed clutter with special power spectrum. All these models are used into the practical simulation of ground clutter, cloud-rain clutter and chaff jammer according to their features. The validity of scheme is proved by our simulated results.Keywords radar clutter simulation; ZMNL; probability distribution;power spectrum目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1本课题的背景和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3本文研究的主要内容 (3)第2章雷达杂波性质与分类 (5)2.1杂波的性质 (5)2.1.1散射系数的定义 (5)2.1.2杂波的一般特性 (6)2.1.3幅度时间特性 (7)2.2杂波的分类 (8)2.2.1大气杂波 (8)2.2.2地面杂波 (10)2.2.3海面杂波 (11)2.3本章小结 (13)第3章基于ZMNL的杂波仿真 (15)3.1引言 (15)3.2ZMNL方法简介 (16)3.3几种分布杂波的ZMNL产生 (18)3.3.1对数正态分布 (18)3.3.2韦伯分布 (19)3.3.3 K-分布 (21)3.4本章小结 (22)第4章仿真结果及分析 (23)4.1瑞利分布杂波的仿真 (23)4.2对数正态分布的仿真 (24)4.3韦布尔分布的仿真 (26)4.4K分布的仿真 (28)4.5结论 (28)4.6本章小结 (28)结论 (29)参考文献 (31)附录1 开题报告 (33)附录2 文献综述 (37)附录3 外文译文及原文复印 (41)致谢 (52)第1章绪论1.1本课题的背景和意义雷达的主要任务是获取目标信息，其信号处理系统的首要任务是干扰抑制和信号检测。
毕业设计(论文)-基于Matlab的机载雷达的地杂波仿真实现及抑制技术
机载雷达的地杂波仿真实现及抑制技术摘要机载雷达由于架设在运动的高空平台上，具有探测距离远、覆盖范围大、机动灵活等特点，应用范围相当广泛，可以执行战场侦察、预警等任务。
在海湾战争、伊拉克战争中起到关键作用，在现代战争中越来越不可缺少，因此近年来受到广泛重视。
但由于机载雷达的应用面临非常复杂的杂波环境，杂波功率很强，载机的平台运动效应使杂波谱展宽。
此外，飞机运动时，杂波背景的特性会随时间变化。
因此，有效地抑制这种时间非平稳和空间非平均的杂波干扰时雷达系统有效完成地面目标和低空飞行目标检测必须解决的首要问题。
杂波研究经过几十年的发展，仍然是雷达技术的热点。
机载PD雷达地杂波强度大、杂波谱分布广，特别在下视状态下在所有的距离上都成为目标检测的背景。
本文从机载下视雷达地杂波散射机理出发，结合机载下视雷达杂波的特殊性，首先概括了机载雷达常用的杂波信号的特性即空间相关性和时间相干性，讨论了几种常用的相关杂波的模拟方法，做出了有效地模拟结果，并在Matlab平台上仿真实现，仿真结果与理论分析正好吻合，提高了杂波模拟的逼真度。
并对机载雷达波抑制技术进行研究，分析总结了地物杂波频谱的组成特性，系统的阐述了机载雷达杂波抑制的基本理论及其发展动态。
重点讨论了AMTI杂波抑制技术并给出仿真结果。
关键词：机载雷达；地杂波；杂波抑制；AMTIGround Clutter Simulation and SuppressionFor Airborne RadarABSTRACTRadar equipped in an airborne has many merits such as seeing things beyond the visibility of Ground-based radar, flexibility in application. It plays an important part and is widely used in national defense. Its value of application has been testified in the war of Gulf and Iraq. So it attracts great attention of many nations in the world. But airborne radar will face highly complicated clutter environment. The complexities of clutter back ground mainly embody in large amplitude interference of ground clutter and clutter spectrum spread caused by platform movement effect. And the characteristics of the ground clutter change as well as time change. The key to the settlement of the question of effective detection of ground and low air targets lies in adaptive of effective clutter suppression in airborne Radar.Radar clutter is still a hot topic after decades of study. Pulse-Doppler radar clutter is quite strong with widely distributed power spectrum. Especially when the radar is in the "look down mode", it is the background of target detection in all range gates.Firstly, the surface clutter scattering mechanism of airborne radar is analyzed, and the characteristics of clutter including special correlation and time correlation are summarized for airborne radar in a look down mode. Then all simulations are carried on Matlab platform and the results accord well with theoretical analysis. This dissertation focuses on studying adaptive clutter suppression of airborne Radar. The characteristics of the ground clutter are analyzed and presented. The development and the theories of clutter suppression of airborne Radar are described systematically.Key Words: airborne radar; ground clutter; clutter suppression; AMTI目录第一章绪论 (1)课题背景与研究意义 (1)杂波仿真技术的发展和研究现状 (1)主要研究内容 (2)第二章机载雷达地杂波的特性分析及仿真原理 (4)机载雷达地杂波回波谱分析 (5)2.1.1 主瓣杂波频谱 (5)主瓣杂波频谱分析 (7)机载雷达地杂波仿真原理 (8)基本雷达方程 (8)杂波信号的特性 (9)第三章机载雷达地杂波仿真实现 (12)高斯分布统计模型 (12)非高斯分布统计模型 (14)对数正态（Lognormal）分布 (14)韦布尔（Weibull）分布 (16)3.2.3 K分布和gamma分布 (18)3.3 机载雷达杂波特性 (21)机载雷达不确定场地地面杂波仿真 (22)模型假设及输入参数 (22)散射单元的划分 (23)3.4.3 杂波散射单元回波信号 (25)3.4.5 回波叠加 (27)3.4.6 机载雷达杂波仿真结果 (28)第四章机载雷达地杂波抑制技术 (30)4.1 动目标显示（MTI） (30)4.2 单延迟线对消器 (31)4.3 双延迟线对消器 (33)4.4 反馈延迟线对消器（递归滤波器） (35)第五章结论与展望 (37)参考文献 (39)附录A (41)致谢 (47)第一章绪论机载雷达是探测陆地或海面飞行的轰炸机、攻击机、巡航导弹、武器直升机等利用地物地形屏障作掩护的超低空突防武器系列的有利武器之一，在现代战争中起着举足轻重的作用。
韦伯分布参数估计
韦伯分布参数估计引言韦伯分布（Weibull distribution ）是一种常见的概率分布，广泛应用于可靠性工程、生物学、工业工程等领域。
它具有灵活性和适应性强的特点，在数据建模和分析中发挥着重要的作用。
韦伯分布的参数估计是使用已观测到的数据计算韦伯分布的参数，从而对未来的事件进行预测和分析。
韦伯分布的定义韦伯分布是一种连续概率分布，其概率密度函数由下式给出：f (x;λ,k )={(k λ)(x λ)k−1e −(x λ)k,x ≥0;0,x <0.其中，x 是随机变量的取值，λ 是形状参数，k 是尺度参数。
韦伯分布参数估计方法对于韦伯分布的参数估计，常用的方法有最大似然估计法和矩估计法。
1. 最大似然估计法最大似然估计法是一种常用的参数估计方法，其思想是寻找参数值，使得观测到的数据在该参数值下的似然函数取得最大值。
对于韦伯分布，最大似然估计法的步骤如下：1. 建立似然函数。
假设有n 个观测值 x 1,x 2,...,x n ，则似然函数定义为：L (λ,k )=∏[k λ(x i λ)k−1e −(x i /λ)k ]ni=1 2. 对似然函数取对数。
对数似然函数的形式为：lnL (λ,k )=∑[lnk −lnλ+(k −1)ln (x i /λ)−(x i /λ)k ]ni=13.求解对数似然函数的偏导数为零的方程，得到参数的估计值。
对参数λ和k分别求偏导数，并令偏导数为零，可以得到方程组：{∂∂λlnL(λ,k)=∑[kλ2(x iλ)k−1−k(k−1)λ(x iλ)k]ni=1=0∂∂k lnL(λ,k)=∑[1k−ln(x i/λ)k2−ln(x i/λ)+(x iλ)kln(x i/λ)]ni=1=0通过求解以上方程组，可以得到参数λ和k的最大似然估计值。
2. 矩估计法矩估计法是另一种常用的参数估计方法，其基本思想是通过样本矩与理论矩的等值性对参数进行估计。
对于韦伯分布，矩估计法的步骤如下：1.计算样本矩。
三参数威布尔分布参数估算方法对比研究
∗
郝晓乐,雷晓波,雷蒂远,文㊀ 敏
摘㊀ 要:提出了一种改进的最大似然法用于估算三参数威布尔分布参数㊂ 从累积分布函数㊁ 样本量㊁ 数据敏感性三个 方面对比分析了相关系数法㊁最大似然法和灰色模型法三种参数估算方法的优劣性㊂ 研究得出: 相关系数法和改进 后的最大似然法估算的参数精度比灰度模型法高,灰度模型法对数据更敏感㊁ 参数估算值波动大, 建议在飞机和发动 机可靠性研究中采用相关系数法或最大似然法估算三参数威布尔分布参数㊂ 将威布尔分布应用在某飞机法向极值 的研究中,结果表明该飞机法向过载极值符合三参数威布尔分布㊂ 建立的方法对于飞机和发动机结构可靠性研究具 有一定的参考价值㊂ 关键词:飞行试验;可靠性研究;威布尔分布;最大似然法;极值预测;法向过载 中图分类号:V217. 32㊀ ㊀ ㊀ ㊀ ㊀ ㊀ 文献标志码:A㊀ ㊀ ㊀ ㊀ ㊀ ㊀ 文章编号:1007-4414 ( 2017 ) 02-0001-04
Comparative Study on Parameter Estimation of Three -Parameter Weibull Distribution HAO Xiao -le, LEI Xiao -bo, LEI Di -yuan, WEN㊀ Min
( Engine Department of Chinese Flight Test Establishment, Xiᶄan Shannxi㊀ 710089 , China)
mulative distribution function, sample capacity and sensitivity on data. The analysis results show that correlation coefficient
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雷达中韦布尔分布杂波的参数估计问题
全部作者：
成芳韩春林
第1作者单位：
电子科技大学电子工程学院
论文摘要：
韦布尔杂波模型通常用来模拟雷达工作环境海杂波。
韦布尔分布
是两参数分布。
其中,1个参数是反映杂波平均功率的尺度参数,另
1个是反映分布偏斜度的形状参数。
实际上，1般人们很难事先知
道形状参数P的确切值。
因此，在自适应检测中通常必须实时估
计形状参数P，因为很多情况下的门限值都与该参数有关。
为了能基本保持恒虚警率恒定并同时在1定的条件下获得高的检测概率，对形状参数P的估计必须使用1种好的估计方法。
本文就基于参
考滑窗随机变量对3种形状参数估计方法作了讨论，比较了其估
计的性能，并给出了对检测性能的影响分析。
关键词：
韦布尔；恒虚警率；形状参数；估计 (浏览全文)
发表日期：
2008年03月14日
同行评议：
p.1 倒3行，“当形状参数1时”，应为“当形状参数p=1时”。
p.3 第7行，“3.3基于基于最优”，应为“3.3基于
最优”正文 5. 结论该部分过于简单含糊。
英文摘要第2行，“men clutter power”应为“mean clutter power”第4行，
“estimate”应为“estimated”第6行，“based”应为
“based on”
综合评价：
修改稿：
注：同行评议是由特聘的同行专家给出的评审意见，综合评价是
综合专家对论文各要素的评议得出的数值，以1至5颗星显示。
p.1 倒3行，“当形状参数1时”，应为“当形状参数p=1时”。
p.3 第7行，“3.3基于基于最优”，应为“3.3基于
最优”正文 5. 结论该部分过于简单含糊。
英文摘要第2行，“men clutter power”应为“mean clutter power”第4行，“estimate”应为“estimated”第6行，“based”应为
“based on”。