高频地波雷达海杂波特性仿真与分析
五,海杂波统计特性分析及其建模仿真
五、海杂波统计特性分析及其建模仿真[一] 课程设计的目的：1. 利用已有的IPIX 雷达海杂波数据来进行统计特性分析，如幅度分布、相关系数估计、功率谱估计等，对海杂波统计特性有一定的了解。
2. 在Matlab 环境下产生不同参数的相关复合K 分布的海杂波数据，并且能够对其统计特性进行分析。
3. 应用Matlab 语言工具实现各种随机序列的产生，理解和熟悉随机过程分析在实际中的应用。
[二] 课程设计的要求：1. 能够掌握和正确运用信号处理工具箱中的一些函数，通过这些函数的运用能够正确分析相应的雷达海杂波数据的统计特性。
2. 要求能够熟练应用Matlab 语言产生各种常见的随机分布序列，并能够了解和分析其统计特性。
3. 能够根据不同的要求设计产生出不同分布参数的相关K 分布海杂波随机序列，并能分析其统计特性及其相关特性。
[三] 课程设计的内容：1. 海杂波有关的特性阐述高分辨雷达、低观测角，海杂波体现一种脉冲行为，更准确地说显示为类似目标的回波，称为尖峰（spikes ）。
实验证明雷达杂波显著偏离了高斯行为，研究新的统计模型描述杂波的幅度、频谱和高阶统计量是很有必要的。
对于一阶幅度统计特征量已经提出了几种概率密度函数（PDF ）。
在低观测角时，与杂波幅度符合的很好的是双参数分布家族，即包含一个形状（shape ）参数和尺度（scale ）参数的PDF ，其中采用最多的是Weibull 和K 分布，这两种分布总体上是和复合高斯分布兼容的。
其PDF 分别为：1）Weibull分布的PDF为：()1exp p p z pz P z q q q −⎡⎤⎛⎞⎛⎞=−−⎢⎥⎜⎟⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎝⎠⎣⎦，()120,0,0,2p z p q q σ>>>= 其中q为尺度因子，p为形状因子，根据不同的海情，在1.4到2之间变化。
若p＝2，就成为瑞利分布，若p＝1则为指数分布。
2）K 分布的PDF为：111()(),2()A a u f u K au ννννν−−−=Γ 0,u ≥ ,0a ν>其中：()Γi 为Gamma 函数，()K νi 是ν阶第二类修正贝赛尔函数，ν为形状参数，a 为尺度因子。
小型化地波雷达海杂波散射系数仿真及SVD抑制方法研究
射 的强海杂波干扰严重影响了回波 目标检测 。文章探讨 了海上 目标检测中的海杂波机理 ； 并 对海 杂波散射系数 进行了仿真 ； 重 点研究 了基 于奇异值分解 的海杂波抑制方法性能 ， 并验证 了其良好 的杂波抑制 ， 有效改善地波雷达海 上 目标检测 。
关键词 地 波雷 达 ；海 杂 波 ； 杂 波 抑 制 ；Ｓ ＶＤ算 法
ＴＮ９ ５ ８ 中图分类号
Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｅ ａ Ｃｌ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ Ｍｉ ｎ ｉ ａ ｔ ｕ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ Ｈ－ Ｆ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ Ｒａ ｄ ａ ｒ ａ ｎ ｄ Ｓ ＶＤ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ
王 春 雨 卢 庆 广 左
（ １ ． 海军工程大学电子工程学 院海洋 ２ ３ ０ ０ ０ ０ ）
３ ０ ０ ３ ３ ） （ ２ ． 海军驻合肥地区军事代表 室 武 汉 ４
摘
要 高频地波雷达检测背景中存在着复杂 的杂波起伏和干扰 ， 主要 有海杂波 ， 电离层干扰 、 射频干扰 、 以及旁瓣杂波等， 其 中后 向散
Ｗ ＡＮＧ Ｃｈ ｕ ｎ ｙ ｕ Ｌ Ｕ Ｑｉ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ＺＵＯ Ｌ ｅ ｉ ＭＡ Ｈｏ ｎ ｇ ｘ ｉ ｎ ｇ
（ １ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ Ｏｃ ｅ ａ ｎ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ，Ｎａ ｖ ａ ｌ Ｕｎｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏｆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｈｕ ｂ ｅ ｉ ，Ｗ ｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ３ ３ ） （ ２ ． Ｎａ ｖ ｙ Ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙ Ｒｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｏｆ ｆ ｉ ｃ ｅ ｉ ｎ Ｈｅ ｆ ｅ ｉ Ｒｅ ｇ ｉ ｏ ｎ，Ｈｅ ｆ ｅ ｉ ２３ ０ ０ ０ ０）
雷达系统中杂波信号的建模与仿真
1.雷达系统中杂波信号的建模与仿真目的雷达的基本工作原理是利用目标对雷达波的散射特性探测和识别目标。
然而目标存在于周围的自然环境中，环境对雷达电磁波也会产生散射，从而对目标信号的检测产生干扰，这些干扰就称为雷达杂波。
对雷达杂波的研究并通过相应的信号处理技术可以最大限度的压制杂波干扰，发挥雷达的工作性能.雷达研制阶段的外场测试不仅耗费大量的人力、物力和财力，而且容易受大气状况影响,延长了研制周期。
随着现代数字电子技术和仿真技术的发展，计算机仿真技术被广泛应用于包括雷达系统设计在内的科研生产的各个领域，在一定程度上可以替代外场测试，降低雷达研制的成本和周期。
长期以来,由于对杂波建模与仿真的应用己发展了多种杂波类型和多种建模与仿真方法。
然而却缺少一个集合了各种典型杂波产生的成熟的软件包,雷达系统的研究人员在需要用到某一种杂波时，不得不亲自动手，从建立模型到计算机仿真，重复劳动，造成了大量的时间和人力的浪费。
因此,建立一个雷达杂波库，就可以使得科研人员在用到杂波时无需重新编制程序，而直接从库中调用杂波生成模块，用来产生杂波数据或是用来构成雷达系统仿真模型，在节省时间和提高仿真效率上的效益是十分可观的。
从七十年代至今已经公布了很多杂波模型，其中有几类是公认的比较合适的模型.而且，杂波建模与仿真技术的发展己有三十多年的历史，己经有了一些比较成熟的理论和行之有效的方法，这就使得建立雷达杂波库具有可行性。
为了能够反映雷达信号处理机的真实性能，同时为改进信号处理方案提供理论依据,雷达杂波仿真模块输出的杂波模拟信号应该能够逼真的反映对象环境的散射环境。
模拟杂波的一些重要散射特性影响着雷达对目标的检测和踉踪性能，比如模拟杂波的功率谱特性与雷达的动目标显示滤波器性能有关;模拟杂波的幅度起伏特性与雷达的恒虚警率检测处理性能有关。
因此，杂波模拟方案的设计是雷达仿真设计中极其重要的内容，杂波模型的精确性、通用性和灵活性是衡量杂波产生模块的重要指标.2。
高频地波雷达干扰与海杂波信号处理研究
高频地波雷达干扰与海杂波信号处理研究高频地波雷达干扰与海杂波信号处理研究摘要：高频地波雷达在海洋领域的应用非常广泛，但由于复杂的海洋环境，雷达信号往往会受到各种干扰的影响。
本文主要研究了高频地波雷达常见的干扰源和海杂波信号的处理方法，以提高雷达性能和数据质量。
1. 引言高频地波雷达是一种通过地面电离层反射来检测海洋目标的主动探测系统。
它具有工作频率高、探测距离远、分辨率高等优点，在海洋资源开发、环境监测等方面发挥着重要作用。
然而，由于雷达信号与海洋环境之间存在复杂的相互作用，雷达信号常常会受到多种干扰的影响，这对雷达数据的准确处理和目标检测产生了不小的挑战。
2. 高频地波雷达干扰源（1）海浪干扰：海浪是海洋环境中常见的一种干扰源。
海浪对雷达信号的干扰主要表现为退射信号的强度和相位的变化，产生背景噪声，降低雷达的信噪比。
（2）雷达系统自身干扰：雷达系统本身的非线性、多径效应等也会对信号产生影响，导致目标检测的误报率增加。
（3）其他干扰源：还有一些外部干扰源，如电磁干扰、闪电等，也会对雷达信号的接收产生干扰。
3. 干扰对海杂波信号的影响高频地波雷达中的海杂波信号是由目标反射、海浪反射以及其他干扰源的反射形成的。
这些干扰源使得海杂波信号的强度和相位发生变化，使得海杂波信号与目标信号之间的差异变得更加模糊，增加了目标检测的难度。
4. 干扰处理方法（1）背景噪声估计：通过分析连续时间段内的雷达数据，可以估计出背景噪声的统计特征，从而将背景噪声从海杂波信号中分离出来。
（2）自适应滤波：利用自适应滤波器可以对雷达信号进行预处理，去除海浪干扰和其他杂乱信号，提高雷达信号的质量。
（3）目标检测算法：目标检测是海杂波信号处理的关键步骤，传统的目标检测算法主要基于能量、相关性等指标。
近年来，机器学习算法在目标检测方面取得了显著的进展，如支持向量机、深度学习等。
5. 实验与结果分析通过实验数据的采集和处理，验证了干扰处理方法的有效性。
《2024年杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》范文
《杂波建模与仿真技术及其在雷达信号模拟器中的应用研究》篇一一、引言随着雷达技术的快速发展，杂波的建模与仿真技术已经成为雷达信号处理中的重要一环。
杂波的准确模拟不仅对雷达目标检测和跟踪有着重要影响，同时对于提高雷达系统的性能也具有重要意义。
本文旨在探讨杂波建模与仿真技术的原理、方法及其在雷达信号模拟器中的应用研究。
二、杂波建模与仿真技术概述杂波建模与仿真技术是利用数学模型和计算机技术，模拟出雷达系统中杂波的特性。
杂波主要包括地杂波、海杂波、气象杂波等，这些杂波对雷达系统的性能产生重要影响。
杂波建模与仿真技术的目的是为了更准确地模拟出这些杂波的特性，以便于进行雷达系统的设计和优化。
三、杂波建模的方法杂波建模的方法主要包括统计模型和物理模型两种。
统计模型是通过分析杂波的统计特性，如均值、方差、协方差等，来建立杂波模型。
物理模型则是根据杂波产生的物理过程，如散射、反射等，来建立杂波模型。
这两种模型各有优缺点，应根据具体的应用场景选择合适的模型。
四、仿真技术的实现仿真技术的实现主要包括数学建模、算法设计和计算机仿真三个步骤。
首先，根据杂波的特性建立数学模型；其次，设计合适的算法来模拟杂波的产生和传播过程；最后，利用计算机技术实现仿真过程。
在仿真过程中，需要考虑到仿真精度、计算效率等因素。
五、在雷达信号模拟器中的应用雷达信号模拟器是用于模拟雷达系统中的各种信号和杂波的设备。
杂波建模与仿真技术在雷达信号模拟器中的应用，可以帮助研究人员更好地理解和分析雷达系统的性能。
通过模拟出各种复杂的杂波环境，可以对雷达系统的目标检测、跟踪、抗干扰等性能进行评估。
同时，还可以用于训练和测试雷达系统的性能。
六、实例分析以某型雷达系统为例，介绍杂波建模与仿真技术在其中的应用。
首先，根据实际的地形、气象等条件，建立相应的杂波模型；其次，设计合适的算法来模拟杂波的产生和传播过程；最后，利用雷达信号模拟器进行仿真。
通过对比实际雷达系统的性能和仿真结果，可以验证杂波建模与仿真技术的有效性和准确性。
双基地高频地波雷达海杂波特性与抑制方法研究
Keyword: bistatic
HF surface wave radar
characteristics of sea clutter
suppression of sea clutter
image-domain detection
IV
双基地高频地波雷达海杂波特性与抑制方法研究
目录
V
目录
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高频超视距混合天地波雷达海杂波特点分析_姜维
第33卷第8期电子与信息学报Vol.33No.8 2011年8月Journal of Electronics & Information Technology Aug. 2011高频超视距混合天地波雷达海杂波特点分析姜维*邓维波杨强(哈尔滨工业大学电子工程技术研究所哈尔滨 150001)摘要：采用天波发射、地波接收混合体制模式的高频超视距雷达，由于收发站分置，使得其一阶海杂波谱与单一模式下相比呈现出不同的特点。
该文简单介绍了这种混合体制雷达的系统构成和工作原理，针对这种体制特有的几何结构推导了其定位原理，结合这种雷达的电磁波传播路径和收发分置的工作模式，推导了一阶海杂波多普勒频率的理论计算公式，分析了一阶海杂波随不同方位而变化的现象，并通过实测数据对理论分析结果进行了验证。
关键词：高频超视距雷达；海杂波；方向性；双基地角中图分类号：TN958.93 文献标识码： A 文章编号：1009-5896(2011)08-1786-06 DOI: 10.3724/SP.J.1146.2010.01339Analyse of Sea Clutter for HF over the HorizonHybrid Sky-surface Wave RadarJiang Wei Deng Wei-bo Yang Qiang(Institute of Electronic Engineering Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)Abstract: Compared with the single mode radar, because the transmitter and the receiver are separate, the first- order sea clutter of HF over the horizon hybrid mode radar based on sky wave transmitting and surface wave receiving presents different characteristic. This paper introduces simply elementary composing and operating principle of this hybrid mode radar system, considering the particular geometrical configuration of this system, derives its localization principle, combining electromagnetic wave propagating path and bistatic working mode of this hybrid mode radar, derives the theoretical calculation formula of the Doppler frequency of the first-order sea clutter, analyzes the phenomenon that the first-order sea clutter changes with different orientation, as well as verifies the theoretically analyzed result with practical metrical data.Key words: HF over the horizon radar; Sea clutter; Directivity; Bistatic angle1 引言1992年，联合国在海洋公约上规定，各国领海基线以外200 n mile以内的海域属于该国的专属经济区，每个国家在专属经济区内享有广泛开发权利，同时，还要承担打击走私，海面环境数据的采集和分析，污染的检测、控制和清除等一定的义务。
雷达海杂波性能分析及消除方法
雷达海杂波性能分析及消除方法摘要：文章根据舰载雷达海杂波影响情况及相关资料，对海杂波时域特性、频域特性、空域特性进行了分析。
在分析的基础上给出了处理办法，并给出仿真结果。
海杂波在时域上相关时间有限；海杂波在频域上类似高斯型。
可以通过估计其参数进行自适应处理，在频域、空域及时域进行滤除，达到目标检测的目的。
仿真结果表明，该种处理可达到滤除杂波的要求。
关键词：海杂波；时域特性；频域特性；自适应；目标检测中图分类号：tp3 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2013）05-1177-021 概述舰载雷达执行任务时，经常面临海杂波的影响，造成目标检测能力下降。
海杂波处理困难是因为海杂波具有变化无规律，性质难把握的特点。
首先，海杂波与海域，气象及季节等均有关系。
在杂波不出现时，画面较为干净，而杂波出现时，则会严重干扰目标检测，甚至看不到目标。
因此，对海杂波进行深入研究并采取针对的有效措施是提高舰载与岸基雷达作战效能的一项紧迫任务。
解决舰载雷达的抗海杂波能力应从杂波特性分析入手进行处理。
2 海杂波特性分析根据相关资料及实测数据，海杂波具有如下特性。
海杂波与雷达工作频率、风力、风速、擦地角、温度等均有关系。
其中，最主要的影响是风。
风的影响在海杂波的时域及频域表现出来[1]。
2.1 海杂波的时域特性在a显上观察海杂波时，其表现为与分辨单元的尺寸有关，对于大的分辨单元，海杂波在距离上是分布式的；随着分辨单元的减小，海杂波表现得越来越孤立，类似于时变目标的一系列回波，在小入射角时，则表现为海浪尖峰。
根据《雷达手册》的表述，海杂波在小入射角时，表现为海面尖峰。
如：水平极化时x波段海面尖峰如图1所示。
图1中，左图为海态3，右图为海态1对应的回波，从图中可以看出，时域分辨力越高，杂波越呈尖峰状态，杂波的影响越小。
舰载多功能雷达工作于水平极化方式，性质与之基本相同。
海表面在时间和空间上可看成是一个平稳的随机过程，在特定的持续时间与空间内，杂波散射截面积是各态历经的，即为一个均值。
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高频地波雷达海杂波特性仿真与分析
本文综述了高频地波雷达海杂波的特性及其仿真与分析技术研究。
总体本文可以分为以下几个方面：
一、高频地波雷达海杂波特性
1.1 雷达海杂波类型
海杂波可以分为水下声衰减、涛声和海浪三类。
其中，水下声衰减是由于海洋深处层状结构形成的频率及深度频散而造成声衰减;涛声来源于海啸，声强在深度大于100m处几乎水平不变;海浪来源于气泡形成的声学噪声，具有强的深度效应，深处海域的衰减特别大。
1.2 雷达海杂波的影响
高频地波雷达海杂波会使雷达探测受到很大的影响，它会导致雷达探测范围减小、雷达吞吐能力降低、探测精度下降等问题，从而影响雷达的作用。
二、高频地波雷达海杂波仿真
2.1 模型建立
仿真模型包括海洋环境内声源模型、地形、海洋层状结构模型等。
在建立完环境模型之前，需要获取相应的雷达海杂波参数，例如声源强度、定常声衰减系数等。
这些参数可以在海上测量或基于数据库提取等方式获得。
2.2 仿真分析
基于所建立的高频地波雷达海杂波模型，开展声压分布的仿真计算。
在仿真分析中，可根据声压分布的仿真结果，计算探测距离、抑制范围、功率参数等，为雷达参数优化提供重要依据。
三、总结
本文综述了高频地波雷达海杂波的特性及其仿真与分析技术研究。
深入了解了海杂波的分类，以及它们在雷达探测中的影响，并建立了海杂波数值模型，以便进行海杂波仿真和分析。
它为雷达研究者提供了一种简便易行的研究方法，帮助他们在研究雷达的工作中取得更多的成效。