杂波环境下雷达自适应波形设计提升扩展目标检测

"这篇论文是2011年发表在《清华大学学报(自然科学版)》上的科研成果，作者包括公绪华、孟华东、魏软支和王希勤，研究领域为自然科学，具体涉及认知雷达和波形设计。文章探讨了在杂波环境中提升扩展目标检测性能的方法，通过自适应波形设计来优化雷达系统的性能。" 在杂波环境中的雷达探测，扩展目标（如大型船只或飞机）的检测是一项挑战。传统的固定波形在这样的环境中可能会受到杂波的干扰，导致目标检测能力下降。为了解决这个问题，论文提出了一种自适应波形设计策略，该策略基于参数化模型来描述雷达接收端的观测数据。 首先，作者建立了一个模型来表征雷达的观测过程，这是理解回波信号的基础。通过对回波的统计特性进行分析，他们提出了估计目标冲激响应和杂波协方差矩阵的方法。目标冲激响应是雷达接收到的目标信号的关键特征，而杂波协方差矩阵则反映了杂波的统计特性，这对于构建有效的检测器至关重要。 接着，论文引入了广义似然比检测器，这是一种常用的信号检测理论工具，可以有效利用这些估计值来区分目标信号和背景杂波。通过这种方法，可以提高对目标检测的精度和可靠性。 此外，为了充分利用雷达发射机的功率潜力，论文还提出了一种相位调制波形的自适应设计方法。这种设计使得波形可以根据上一次发射后的反馈信息进行调整，以便在下一次发射时更好地抑制杂波，从而提高目标检测的性能。 仿真实验结果显示，与传统的固定波形相比，该自适应波形设计算法能显著提高回波信杂噪比，这意味着在同样的条件下，目标检测的信噪比得到提升，进而增强了扩展目标的可检测性。因此，这种自适应波形设计方法对于改进雷达系统的杂波抑制能力和目标检测性能具有重要意义，特别是在复杂雷达环境中。 关键词涵盖了认知雷达、波形快速变化、杂波处理和目标检测等关键概念，这表明本文的工作是针对认知雷达系统中如何适应环境变化，通过动态调整雷达波形以优化检测效果的深度研究。论文的发表有助于推动雷达技术领域的理论研究和实际应用。