海杂波是雷达发射的电磁散射照射到动态演化的海表面的后向散射信号,是影响海用雷达目标检测的重要因素。海杂波多普勒谱特性与幅度分布特性的研究为基于雷达回波数据的洋流特性分析、海洋背景下的目标检测与跟踪等提供理论依据。海杂波多普勒谱特性可以由多普勒偏移和多普勒带宽两个特性参数进行描述,这两个参数的精确估计对于前面提到的两个应用具有重要帮助。目前的大多数估计方法是针对长波束驻留时间雷达工作模式的,直接用在常规扫描雷达存在精度低的问题。在对海雷达的大探测场景中,海杂波多普勒谱特性与雷达工作参数密切相关,而且随着气象条件和海况等变换。由于气象条件和海况随空间位置和时间变化,海杂波多普勒谱特性具有空变和时变特性。由于风速、风向、浪高、浪向等随着空间位置变化,导致了在单个扫描周期中具有相同多普勒特性的邻近空间分辨单元数目有限,这导致了海杂波多普勒谱特性估计中的“空间小样本问题”。此外,海杂波幅度分布模型尺度和形状参数的估计和预测对于海杂波背景下雷达目标检测非常重要。本文研究了利用多个扫描周期的雷达数据对于海杂波多普勒谱特性参数的递归估计方法和通过雷达工作参数和海洋气象环境参数预测海杂波幅度分布模型形状参数方法。本论文的内容和结构安排如下:第一章介绍了该论文的研究背景及意义,简单叙述了国内外学者对海杂波多普勒谱特性的研究现状,同时回顾了海杂波幅度分布模型的发展历程。此外,结合国内外学者的研究现状分析,讨论了目前迫切需要解决的问题。最后,概括了论文的主要工作,给出了论文的内容安排。第二章首先回顾了海杂波的物理散射机理,然后讨论了海杂波多普勒谱特性,表明海杂波多普勒谱的空变特性。最后简单介绍海杂波复合高斯模型以及模型参数的估计方法。第三章针对传统矩估计方法性能受多普勒谱形状影响的问题,提出了基于归一化多普勒幅度谱(NDAS)的多普勒偏移与带宽的估计方法,通过归一化多普勒幅度谱消除掉纹理分量对多普勒偏移与带宽估计的影响。此外,讨论了海杂波多普勒谱特性参数估计的“空间小样本问题”,提出了基于多扫描周期数据的海杂波多普勒频移与带宽的递归估计方法。最后利用实测雷达数据验证该方法的有效性。第四章针对K分布模型的形状参数经验公式预测低精度问题,依托南非X波段雷达数据库,研究了从雷达参数、气象参数、海况、以及雷达照射几何关系预测幅度分布模型形状参数的方法。首先,讨论了已有的K-分布形状参数的预测经验公式和方法。归纳了预测公式中各物理量的非线性函数形式。其次,按照已有的数据最优幅度分布类型确定方法对数据进行了分类并且按照分类对每组数据的海杂波形状参数进行了估计。最后,参照已有的K分布模型经验公式,给出不同分布类型下形状参数预测公式。每个预测公式是基本物理量非线性函数的线性组合,组合系数的求解转化为带有不等式约束的最小二乘问题,最后通过转化为凸规划进行求解。第五章为论文研究工作的总结和对未来工作的展望。