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恒虚警(CFAR)检测,是一种自适应门限检测算法,旨在复杂多变的杂波环境下获得可预测的检测概率和恒定的虚警概率,广泛用于雷达信号自动检测,是目前雷达信号处理研究领域的热点之一。本文主要研究复杂杂波环境下的CFAR检测问题,结合机载PD雷达杂波,IPIX海杂波,MSTAR合成孔径雷达等杂波数据的特点,运用假设检验,边缘检测以及纹理分割等多种数学理论及方法,改善CFAR检测器在杂波边缘、多干扰目标等复杂杂波背景下的检测性能和虚警性能,拓展CFAR检测的应用范围。本论文的主要研究工作如下:1.介绍雷达工作的杂波环境以及CFAR检测基本理论,对传统CFAR检测技术,特别是非均匀杂波背景下的CFAR检测技术,进行全面的总结与分析;利用数值分析和实际检测实验等方法,对均值(ML, Mean Level)类、有序统计量(OS, Order Statistics)类CFAR检测器进行理论分析和性能比较,为实际工程应用中复杂杂波背景下的CFAR检测器设计和性能评估提供参照。2.通过对仿真以及实测杂波数据的分析,研究不同类型杂波跟踪策略。对于机载PD雷达杂波,研究了基于GVF-Snake参数活动轮廓模型的杂波跟踪算法,通过建立雷达波形参数、机载平台状态和特性杂波区域之间的联系,来初始化Snake样条以实现特征杂波区域快速跟踪;针对IPIX海杂波、MSTAR合成孔径雷达二维杂波数据中各杂波区域具有显著纹理差异这一重要特性,提出了基于多重分形纹理分割的杂波跟踪算法,通过多重分形变换增强各特征杂波区域间的对比度,然后通过模糊聚类多重分形指数实现了基于纹理分割的杂波跟踪。3.根据杂波跟踪结果,设计了基于杂波跟踪CFAR检测器(CT-CFAR),分析其在独立同分布(IID, Independent Identically Distributed)瑞利包络均匀杂波背景,以及杂波边缘下的检测性能和虚警性能,着重分析了杂波跟踪精度对CT-CFAR检测器性能的影响。4.研究了雷达检测中常见杂波分布族特性及其参数估计方法,总结各杂波分布族对应的优化CFAR检测算法,建立CFAR策略库。通过引入Anderson-Darling拟合优度检验实现了Rayleigh,Weibull,Lognormal和K分布族辨识假设检验,并编制了适用于上述辨识检验的Anderson-Darling临界值表。扩展Anderson-Darling检验至K样本Anderson-Darling齐次性检验(homogeinity test),以实现杂波块以及杂波区域间的齐次性检验。综合上述两种假设检验算法,设计了基于Anderson-Darling拟合优度检验CFAR检测器(AD-CFAR),首先通过K样本Anderson-Darling齐次性检验在参考滑窗内搜索、合并同分布杂波块,得到更大尺寸杂波块参与杂波分布族辨识,根据辨识结果,选择优化CFAR检测策略,该检测器具有均匀杂波背景下CFAR损失小,杂波边缘下虚警尖峰低,抗多干扰目标能力强等优点。最后,总结全文工作,就复杂杂波背景恒虚警检测技术研究中的一些尚待解决的问题进行了讨论,并对其发展前景进行了展望。