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地海面微波散射和传播特性研究及其在雷达和遥感中的应用

在雷达设计和性能分析以及微波遥感应用等研究领域,十分关注地球陆地和海洋表面的微波电磁散射和传播特性。本文从以下几方面对地海面微波散射和传播特性进行了分析和研究,并讨论了在有关方面的具体应用:首先介绍了我国第一部地基多波段全极化微波散射计、第一部L波段单通道HH极化机载杂波雷达和第一部L波段多通道VV极化机载杂波雷达的系统组成、校准、测试和性能分析方法。基于以上测量系统,组织了多次大规模的地面和空中试验,为本文研究内容和其它相关课题提供了大量有价值的数据。散射计和雷达系统的校准是决定散射系数测量数据可靠性的关键问题。本文对散射计和机载杂波雷达的绝对校准技术进行了详细分析,采用无源或有源校准器(ARC)分别对其进行了实际测试、误差分析和修正,保证了多波段散射计数据2.0dB和机载雷达杂波数据2.5dB的较高精度。对多波段全极化散射计的时—频域测量方法进行了研究,分析了典型地物的杂波特性并评价了相关模型的适用性;首次对海面散射特性(杂  (本文共126页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连海事大学
大连海事大学

海面弱目标分形检测方法的研究

随着科学技术的进步,海面弱目标检测已经成为当今军防建设和舰船搜救的应用焦点。而海杂波是由雷达接收自海表面的散射回波形成的,它会对雷达在冰山、油轮和其它海上弱目标的定位和检测造成影响。因此,研究海杂波特性对雷达回波信号和检测海面弱目标具有极其重要的意义。分形理论的提出和应用是当前目标检测的一个重大突破,它打破了传统的基于统计特性和基于混沌特性的目标检测方法,特别是在海杂波的建模与弱目标检测方面都得到了很好的应用与发展。本文重点在研究如何利用分形基本理论来处理海杂波和弱目标检测,为了将理论与实验相结合,本文采用IPIX实测雷达数据进行分析验证分形方法在检测目标时的检测性能。本文具体的研究内容如下:介绍了分形基本理论,主要是豪斯道夫测度与维数、实测海杂波数据和多重分形的定义及其求解方法,应用小波变换的Hurst分形指数验证实测海杂波数据的分形特征并做仿真分析。先后研究了基于时域Hurst指数差异的海面弱目标检测和基于时域空间Hurst...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

《舰船电子工程》2015年06期
舰船电子工程

基于分形海面模型的海杂波散射特性分析

1引言当使用雷达观测海面的实时状态时,海面的散射问题会成为影响雷达观测结果的主要因素。文中介绍随机粗糙海面的建立问题,是为研究当雷达发射的电磁波照射到随机海面上时,其散射回波所具有的属性和特征。已有很多不同学科领域的专家学者在此方面做了大量的研究,并取得了较为成熟的计算方法。在很多文献中对这些方法都已做了详细的阐述,所以本文利用成熟的经验模型计算不同海况下的散射系数,并分析不同参数的变化对散射结果的影响。2随机海面的建立2.1一维分形海面基于带限Weierstrass分形函数的一维经典分形海面模型的表达式为[1]f(x,t)=δη×∑N-1n=0b(D-2)nsin{k0bn(x+Vt)-ωnt+φn(t)}(1)式中:δ是高度起伏均方根;η是幅度控制因子;L是粗糙海面的长度;b(b1)是尺度因子;D是分形模型的分形维数,表示介于光滑周期表面的D=1到随机粗糙面的D=2之间的粗糙度;N是分形模型中正弦分量的数量;k0是空间基波数...  (本文共4页) 阅读全文>>

《信号处理》2013年02期
信号处理

海杂波多分形特性分析及小目标检测技术研究

1引言海杂波,即来自雷达发射脉冲照射局部海面的后向散射回波。传统的方法是基于统计特性,即假设海杂波服从瑞利分布、对数正态分布、K分布、复合高斯分布等来研究海杂波特性,而对海杂波背景下的小目标检测,也是基于假设海杂波服从这些分布采用恒虚警率(CFAR,Constant False Alarm Rate)方法检测,而实践表明,这些分布并不能很好地揭示海杂波的内在物理特性,因此基于这些统计分布的CFAR方法也很难检测出海杂波背景下的小目标[1-3],尤其是信杂比(SCR,Signal-to-clutter ratio)较低的情况下。有关研究表明海杂波是非线性非平稳的[4-7],因此应该寻找更好的方法来研究海杂波的内在特性,从而为检测出嵌入在海杂波中的弱小目标奠定理论基础。近些年来,以Haykin.S为代表的基于IPIX雷达实测海杂波数据对海杂波的混沌特性进行了研究[8-10],通过分析混沌特性指标:Lyapunov指数,关联维等,认为...  (本文共10页) 阅读全文>>

《现代雷达》2017年03期
现代雷达

基于高尺度分形差量的海杂波背景下小目标检测

0引言海杂波是局部海平面对雷达发射信号的反向散射回波,受到风、浪等因素的影响。海杂波的特性可用来分析海洋状态,实现海平面或低空小目标(小型船舶、浮标以及小型冰块)的检测。海杂波背景下的目标检测方法目前主要分为统计方法和非线性方法。基于统计方法[1],能够针对不同模型,检测海杂波分布特性实现小目标检测,但适用性差,仅能适合海情稳定的情况。海杂波信号具有非线性非平稳混沌信号特性,利用非线性信号的分析方法对海杂波信号进行处理是更好的选择。在非线性系统的研究领域中,分形理论自从被提出来便在工程技术、经济管理、生物医学、材料科学、计算机图形学等学科领域获得了较好的应用;同时,在处理海杂波信号方面,分形理论也取得了较大的进步。1993年,Lo等[2]首次在单一尺度下对海杂波进行建模分析,根据目标存在区域与纯海杂波区域间的分形指数差异实现了目标检测;N.Lin等[3]利用带限魏尔施特拉斯函数的归一化对海面结构进行分析,成功构造分形粗糙海面的二...  (本文共5页) 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

多波段地海杂波统计特性研究

该论文完整地描述了多波段雷达杂波测量和数据分析的过程。在本文中,首先结合国内外雷达杂波的研究情况介绍了一些相关的雷达杂波统计分析理论。包括雷达杂波基本概念,雷达杂波幅度分布理论,雷达杂波散射系数理论和计算。在对雷达杂波散射系数的研究中,分别对陆地雷达杂波和海面雷达杂波做了阐述。然后介绍了本实验中采用的雷达杂波测量方案。雷达杂波的测量是一个系统工程。该测试过程中包括杂波测量雷达、杂波测量地区及其选取、杂波测量中的校准方法以及杂波测量数据的录取。接着介绍了雷达杂波测量的实验过程。包括实验的准备和实验阶段实验采用的参数、航线等有关方法和数据。在得到典型有效的雷达杂波测量数据后,介绍了雷达杂波数据处理方法和流程。文中也列处了一些雷达杂波数据典型分析结果。最后,针对本次雷达杂波测量工程项目给出了一些有意义的结论和建议,以便下一阶段工作的改进。综上所述,我们通过采用多个波段杂波测量雷达在我国部分地区进行了数十次有效的地海杂波测量,得到了部分...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>