海杂波的建模与仿真

《海杂波的建模与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、信息与通信工程学院综合实验(1)设计报告海杂波的建模与仿真学号：S310080092专业：通信与信息系统学生姓名：韩鹏任课教师：穆琳琳2011年6月海杂波的建模与仿真韩鹏摘要：海杂波的建模与仿真是雷达目标模拟中环境模拟的重要部分。仿真得到的海杂波数据良好与否是雷达最优化设计及雷达信号处理的关键。海杂波的存在对雷达的目标检测、定位跟踪的性能都将产生影响，因此，在海杂波为主要干扰源的情况下，有必要对雷达探测区域内的海杂波特性进行分析，本文给出了海杂波的一些相关特性和几种分布下海杂波的模型以及两种海杂波的模拟方法，一种是无记忆非线性变换法(ZeroMemoryNonlinearity

2、,ZMNL)，另一种是球形不变随机过程法(SphericallyInvariantRandomProcess,SIRP)，最后给出ZMNL模拟方法的仿真。关键词：海杂波随机过程建模与仿真ZMNLSIRP一、实验目的海面上反射回来的不需要的杂波称为海杂波。海杂波的存在对雷达的目标检测、定位跟踪的性能都将产生影响，因此，在海杂波为主要干扰源的情况下，有必要对雷达探测区域内的海杂波特性进行分析，建立准确的海杂波模型，一方面可以为雷达系统仿真提供逼真的杂波环境的模型；另一方面则有助于雷达杂波滤波器的设计和实现，提高抑制杂波的能力，提高雷达的探测性能。因此，海杂波的建模与仿真具有重要意义

3、。二、实验内容简介2.1海杂波的概念和统计性质2.1.1海杂波的概念大家都知道，雷达系统的主要功能是目标检测，即发现目标。还可以在一个或者多个雷达坐标上，粗略的确定目标的位置。雷达可以对目标进行重复测量的方法，沿目标轨道对目标进行跟踪，可以外推到未来位置，估计拦截点或落点，也可以向后外推，估计发射点。但是当雷达探测位于陆地或海面上的目标时，雷达接受的不仅有目标的回波，而且叠加有不需要的被照射区域的回波，这部分回波在雷达术语里就被称为杂波。雷达杂波就是雷达波束在物体表面形成的后向散射，海杂波就是海面上反射回来的杂波，它表现出更强的动态特性。海面作为雷达波的反射面，其性能十分复杂，

4、海风、海流、海浪、潮汐和不同的水质等都对海杂波的产生有着不同的影响。2.1.2海杂波的统计性质雷达接受信号一般包括下面三个组成部分：1)有用的雷达目标回波；2)由于电干扰和雷达设备本身等形成的噪声；3)地面、海面及空中的云雨、干扰箔条等背景形成的杂波。由于杂波信号的强度远远超过目标信号，并且杂波谱常常接近于目标，同时还受雷达设备参数的影响，这些因素增大了雷达对杂波的处理难度。因此可见，杂波是雷达信号检测和处理的固有环境，在杂波背景下进行信号处理是雷达的基本任务之一。为了有效的在杂波背景下进行雷达信号的检测，先决条件就是对杂波性质的掌握。例如，杂波的起伏统计特性对恒虚警率检测器的

5、设计和杂波相消处理器输入信杂比的计算有重大影响。因此，研究杂波性质具有十分重要的意义。通常海杂波有如下特性：(1)海杂波的平均功率很大，目标信号经常淹没在杂波中，如果用动目标处理来提高信杂比，会因此丧失一定的恒虚警特性；(2)海杂波具有很强的时空相关性，不能用通常的瑞利分布来近似，而估计杂波的相关结构和白化滤波是一个比较复杂的过程；(3)在窄波束、低入射角的情况下，海杂波的纹理特征向“尖峰”回波发展，容易构成虚假目标，且由于其具有较长的相关时间，传统的脉冲积累方式检测往往不起作用。为了使雷达具有更高的分辨率和可靠的检测性能，必须对海杂波特性进行精确的描述，使其具有更好的统计特性

6、和真实性。2.1海杂波的模拟方法我们在模拟杂波的时候，只需要产生同时具有某种特性的概率密度和自相关函数的随机数来就可以了，但这却不是一件很容易的事。模拟具有一定概率分布的随机序列的方法已经趋于成熟，但是产生具有一定概率密度的相关随机序列的方法正处于研究之中，现在有两种方法比较成熟：一种是无记忆非线性变换法(ZeroMemoryNonlinearity,ZMNL)，另一种是球形不变随机过程法(SphericallyInvariantRandomProcess,SIRP)。下面对这两种方法作一下简单的介绍。2.2.1ZMNL方法的基本思想ZMNL基本思想是首先产生相关的高斯随机过程

7、，然后经过某种非线性变换得到所求的相关随机序列。ZMNL方法产生满足要求的随机序列步骤如下：先产生高斯白噪声序列{Vi}，{Vi}通过通过一个线性数字滤波器H(z)得到序列{Wi}，{Wi}经过零记忆非线性变换G()得到{Zi},{Zi}的分布特性由非线性变换G()得到，数字滤波器H(z)用来满足谱特性。输入的高斯白噪声序列{Vi}，经过线性系统H(z)仍是服从高斯分布，而功率谱函数为系统幅频函数的平方。FG()是高斯分布函数对输入高斯分布序列的每一个随机值求其分布函数值，其输出序列必为(0