[发明专利]海杂波与角反复合模型、构建系统及模拟仿真方法

说明书

本发明公开了一种海杂波与角反复合模型、构建系统及模拟仿真方法，能够通过不同海情、大擦地角下的海杂波与角反复合模型建立，更准确地模拟真实海面与角反作用的复杂环境。该模型采用k分布描述海杂波，不仅能很好地满足所观察的杂波幅值的长拖尾特性，而且从海杂波构成的物理机制出发，将杂波描述成由一个快变量和一个慢变量构成，能够反映了浪涌等慢变化的海面特性，是一种能够精确反应雷达海杂波的幅度统计特性模型。而对于角反根据其统计特性也可以得出其大致复合威布尔分布，故海杂波与角反复合时可认为是k分布与威布尔分布的线性组合。该模型能够对海杂波环境下的角反进行准确地建模，模拟真实情况下环境干扰对角反的影响。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种海杂波与角反复合模型、构建系统及模拟仿真方法。

背景技术

海杂波的特性分析是雷达信号处理领域的一个研究分支，对海杂波环境下的角反进行准确地建模，模拟真实情况下环境干扰对角反的影响，在军用和民用领域都是一个非常重要的研究方向。

海杂波是雷达海面目标检测的主要干扰源，也是最难处理的。由于受风力、环境温度、浪涌等多种自然因素的影响，其幅度和相位随机起伏，杂波回波信号间又存在相关性，海杂波信号变化复杂，强度高，处理的难度也随之增加。其存在可能会严重影响到雷达海面目标的检测能力，这也是海上雷达目标检测领域的研究重点和难点。

为了能够有效地实现海杂波背景下的角反建模并模拟真实情况下海杂波干扰对角反的影响，就要掌握干扰海杂波的分布特性，以便消除或减小干扰杂波的影响。在研究海杂波特性时，将建模仿真技术与实际的雷达数据相结合，不失为海杂波研究及目标检测中较为行之有效的方法。

但是目前为止，还没有针对大擦地角下的海杂波与角反复合模型。因此如何构建符合海杂波真实特性的大擦地角下的海杂波与角反复合模型，以便结合实测雷达数据进行仿真模拟，是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了海杂波与角反复合模型、构建系统及模拟仿真方法，能够通过不同海情、大擦地角下的海杂波与角反复合模型建立，直接进行数值代入得到大擦地角下的海杂波与角反的复合模型，进而仿真得到海面与角反复合数据，更准确地模拟真实海面与角反作用的复杂环境。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：基于海情h与擦地角θ双变量的海杂波k分布与角反威布尔分布的复合散射模型，具体为：

其中f[x；α；β；a；b]为海杂波与角反复合散射幅度的概率密度函数；q为复合散射幅度中角反幅度权重；α是角反威布尔分布中的形状参数，α0；β是角反威布尔分布中的比例参数，β0；x为海杂波与角反复合散射幅度，x＞0；a为海杂波k分布中的标度参数；b为海杂波k分布中的形状参数，b＞0；Γ(b)为关于b的Gamma函数；为关于的b-1阶第二类修正贝塞尔函数。

其中海情h为离散变量，h的取值为0,2,3，h＝0时表示海情为平静海面，h＝2时表示海情为二级海面，h＝3时表示海情为三级海面；擦地角θ的取值为：在[45°，70°]范围内每间隔5°选取一个数值。

进一步地，角反距离天线水平距离为6米时，三种海情下，不同擦地角数值时对应的参数α、β、a、b以及q为：

h＝0，θ＝70°时，α＝4.418；β＝46.3；a＝4.252；b＝5.552；q＝0.2557；

h＝0，θ＝65°时，α＝2.972；β＝12.52；a＝4.492；b＝2.635；q＝0.522；

h＝0，θ＝60°时，α＝5.217；β＝13.74；a＝3.973；b＝2.887；q＝0.1427；

h＝0，θ＝55°时，α＝5.495；β＝14.69；a＝5.908；b＝2.428；q＝0.1723；