董云龙，张兆祥，刘宁波，黄 勇，丁 昊

（海军航空大学信息融合研究所，山东烟台 264001）

0 引 言

对海面漂浮小目标进行检测是对海探测雷达的主要任务之一，此类目标主要包括浮标、小船、水雷和飞机残骸等，具有雷达回波微弱的特点［1-3］。基于统计理论设计的似然比检测器实际上是一种能量检测器，其性能极易受到信杂比（Signal-Clutter Ratio,SCR）和海杂波幅度分布类型的影响。在高分辨率、低擦地角和高海况情形下，通常存在大量海尖峰，海杂波具有明显的非平稳、非均匀和非高斯特性，似然比检测器无法实现漂浮小目标的有效检测，且存在高虚警率的突出问题［4-5］。

分形特征作为一类非能量特征，能够在一定程度上克服SCR 的影响，自提出以来就受到人们的广泛关注［6］。为描述自然界广泛存在的不规则几何，1980 年，Mandelbrot 教授介绍了分形几何的基础［7］。海、陆、云和山的表面非常粗糙，这表明它们是分形表面。1990 年，人们证明了分形表面的散射信号仍然是分形信号［8］，这激发了分形几何在雷达探测中的应用。1993 年，Haykin 等人首次将单尺度分形维数运用于雷达目标检测［9］。单分形参数只能从整体上描述集合的分形特性，为此Kaplan 等人研究了分数布朗运动（Fractional Brownian Motion, FBM）的扩展自相似特性［10］，文献［11］研究了海杂波的多重分形特性。为改善时域信号的SCR，增大海杂波和目标回波的分形特性区分度，人们研究了海杂波频谱（本文将频谱称为多普勒谱）、AR 谱和分数阶傅里叶变换谱的分形特性，提出了众多变换域分形特征［12-16］，多普勒谱Hurst 指数是其中之一。……