[01563568]基于实测数据的海杂波建模技术研究

1、海杂波采集平台构建与海杂波测量技术方面 基于X波段固态全相参试验雷达构建了海杂波测量系统,其具备雷达转速多档可调（2~48r/min）、单频和LFM波形可选、架设便捷,有较为齐全的辅助数据,包含风和浪要素的气象水文数据、AIS数据、可见光/红外设备数据等,形成了海杂波数据采集方案和数据记录规范,可以为海杂波特性分析提供数据支持。 2、不同影响因素下海杂波特性分析方面 基于X波段试验雷达数据、IPIX雷达数据、CSIR雷达数据、以及不同波段的海杂波历史测量数据,分析了不同极化、海况、浪向条件下的海杂波幅度分布特性、谱特性、时间/空间相关特性。通过大量实测数据分析发现：（1）海杂波幅度分布主要与雷达分辨单元尺寸、擦地角、海况、极化方式因素有关,对于X波段IPIX雷达数据、试验雷达、3~4级海况条件下海杂波幅度分布模型均未对重拖尾进行很好地拟合,因此本项目提出了采用多参数多结构模型进行海尖峰引起的幅度分布重拖尾部分拟合,改善了建模准确度;（2）海杂波相关时间与海况具有较强关联性,对于X波段IPIX雷达数据,极化方式（HH、VV、VH、HV）对相关性影响较小,空间相关距离则与雷达分辨单元尺寸、海况等级有关,针对X波段试验雷达数据,分辨率与海况等级越高,相关距离单元数越多,海况等级越高,相关距离越大;（3）海杂波谱主要与雷达波段、海况等级、极化方式、浪向因素有关,在P、L等较低频段,海杂波谱出现双Bragg峰现象,在S、X等较高频段,海杂波谱则只有单峰,逆/顺浪向以及海况等级越高条件下,海杂波谱展宽越严重、谱中心频率越高,侧浪向条件下,海杂波谱中心频率近似为0,与海况等级关联较小,VV极化条件下海杂波谱中心频率高,展宽较小,HH极化则反之。 3、海上目标微动特性分析与建模方面 海上目标随海面颠簸导致姿态变化,引起回波功率调制效应,同时存在平动和转动,导致回波多普勒特征体现时变和非平稳特性。为此,将微多普勒理论引入对海雷达目标检测,在解决海杂波和海面目标微动模型建模的同时,针对目标的运动状态,采用变换域处理方法匹配和增强微动特征,改善信杂比,并寻找海杂波与微动目标回波信号特性的差异,用于检测。该技术拓展了信号维度,可提取更多的信号信息。X波段雷达实测数据验证分析结果表明,所提出的目标微动特征提取方法对目标的多普勒频率（对应于速度）、加速度等参数的估计具有更高的准确度（估计误差小）,也即所提方法的参数估计精度优于经典的STFT方法。