范一飞　　罗　丰　　李　明　　胡　冲　　陈帅霖(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室　西安　710071)



海杂波AR谱多重分形特性及微弱目标检测方法

范一飞罗丰*李明胡冲陈帅霖
(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071)

摘要：该文研究了海杂波功率谱的多重分形特性。为了克服频谱傅里叶分析的缺点，用现代谱估计的方法来计算海杂波的功率谱。AR模型是一个线性预测模型，它通过序列的自相关函数矩阵来估计功率谱，并且具有更精确的频谱分辨率。该文主要分析基于AR谱估计的海杂波功率谱的多重分形特性，以及在微弱目标检测中的应用。首先，以分数布朗运动(FBM)模型为例，证明其功率谱具有多重分形特性。其次，根据X波段雷达的实测海杂波数据，通过多重去趋势分析法(MF-DFA)验证了海杂波AR谱的多重分形特性。最后，分析了海杂波AR谱的广义Hurst指数以及影响参数，并提出一种基于局部AR谱广义Hurst指数的目标检测方法。实验结果表明，该种检测方法具有海杂波背景下微弱目标检测的能力。与现有的分形检测方法和传统的CFAR检测方法对比，该算法在低信杂比情况下具有较好的检测性能。

关键词：目标检测；海杂波；多重分形；AR谱估计

1　引言

20世纪70年代文献[1]首次提出了用分形理论来描述自然界中不光滑和不规则的复杂结构，它解释了随机信号中普遍存在的尺度不变性和自相似性。分形理论在雷达信号处理领域有着重要的应用，文献[2]首次计算了海杂波的单一分形维数，并应用分形维数来检测海杂波背景中的目标，随后分形理论在雷达信号处理领域开始有了较快的发展[3]。……