X段海杂波概率密度估计开题报告

1. 研究目的与意义

雷达是对目标进行定位和检测的电磁设备^[8]。即发射^[电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、径向速度、方位、高度等信息。雷达被广泛用于地面、空中、海上和太空领域。地面雷达主要来对飞机和太空目标进行探测、定位和跟踪；海上雷达除空中和海面目标外，还可用作海上行驶导航工具；机载雷达除探测空中、地面或海面目标外，还可用作大地测绘、地形回避及导航作用；在宇宙飞行中，雷达可用来控制宇宙飞船的飞行和降落。

海杂波通常是指雷达接收来自海表面散射的回波信号，它不仅与海面粗糙度密切相关，而且雷达波的极化、波段以及入射角度等系统参数对其也有较大的影响^[8]。舰载雷达和海岸警戒雷达在维护国家和地区安全方面发挥着重要的作用，其主要任务是在海杂波背景下实现目标的检测、识别与跟踪，如船只、低空掠海飞行的飞机和导弹等。通常在分析海杂波时，主要研究海杂波的幅度分布、相关特性及谱特性。而海杂波对海面或低空探测雷达的工作性能具有重要影响。因此，海杂波特性的研究已成为现代雷达系统设计与性能评估的重要课题^[1，2]。

本课题主要采用参数和非参数方法来研究海杂波的概率密度。首先进入加拿大麦克马斯特大学的官网，然后从其官网下载由IPIX 雷达采集的实测海杂波数据，获得实测海杂波，然后对实测海杂波进行处理，获得其幅度序列。假定海杂波为常见的几种概率密度（K分布，瑞利分布，韦布尔分布等），用极大似然法估计其概率密度参数，与真实概率密度（直方图）比较，然后进行对比分析，得出有益的结论。

2. 研究内容和预期目标

一．研究内容

1.通过查阅相关资料具体阐述海杂波产生的原理及雷达的理论背景，了解各种雷达的使用环境，学习并掌握海杂波的产生机理、幅度统计特性和相关特性。

2.建立合适的可以描述海杂波的数学模型。我们可以把研究方法一分为二。第一个是参数估计，在熟悉常见的研究海杂波的参数估计方法后，选择其中一种研究海杂波。第二个是非参数估计法，即核密度估计法，其原理是：假设在观察中的数的概率密度很大，那么可以认为与这个数较近的概率密度很大，反之，则较小。在弄清楚它的原理之后在进行研究。

3. 研究的方法与步骤

本课题我们主要通过实测和仿真相结合的方法来研究问题。在matlab环境下，利用相关函数进行仿真。研究步骤如下：

1、首先进入加拿大麦克马斯特大学的官网，然后从其官网下载由ipix 雷达采集的实测海杂波数据。

2、分别建立海杂波的参数估计和非参数估计的数学模型，从两个方面研究其特性。

4. 参考文献

[1] m.greco, f. bordoni, f. gini. x-band sea-clutter nonstationarity: influence oflong waves [j]. ieeej.ocean.eng.,2004, 29(2): 269–283

[2] h.melief, h. greidanus, p. van genderen. analysis of sea spikes in radar seaclutter data [j]. ieee trans. geosci. remote sens., 2006, 44(4): 985–993

[3] j. hu,w.tung, j.gao. a new way to model nonstationary sea clutter [j]. ieee signalprocessing letters, 2009, 16(2):129–132

5. 计划与进度安排

1. 1月15日——3月20日 查阅相关资料，撰写开题报告；

2.3月21日——4月10日 学习和掌握海杂波的产生机理、幅度统计特性和相关特性；

3.4月11日——4月31日 利用matlab仿真软件分析其功率普特性和自相关特性；