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天基预警雷达监测弹道导弹等空中目标具有预警时间长的优点,但面临非平稳杂波严重掩盖下的微弱目标检测问题。直接应用传统空时自适应处理(STAP)技术来抑制天基雷达杂波,性能很差,仍会有杂波剩余,此时量测模型和后验概率将更复杂。基于粒子滤波(PF)的检测前跟踪(TBD)技术不设置检测门限,直接对原始数据进行处理,并且适用于非线性、非高斯系统,尤其适合低信杂噪比(SCNR)下雷达目标检测与跟踪。论文的主要工作如下: 1.讨论杂波幅度分布、非相参积累检测方法以及粒子滤波基本原理等一些关键问题,为后续的研究提供参考。 2.针对杂波环境下的雷达微弱点目标检测前跟踪问题。采用了含有Weibull杂波分布的传感器量测模型,根据中心极限定理,结合混合概率密度函数,推导出量测值的似然函数和粒子权重。基于粒子滤波算法,使用TBD技术,实现了Weibull杂波环境下雷达微弱点目标的跟踪与检测。仿真结果表明,在Weibull杂波环境下的PF-TBD算法能稳定地检测到信杂噪比为3dB的目标。 3.考虑杂波环境下雷达微弱扩展目标检测前跟踪问题。以杆状物体作为研究对象,划分出距离和方位上的单元格,在不同区域内给出了含有Weibull杂波的量测模型。在点目标的基础上,利用目标扩散函数,得到扩展目标的似然函数和粒子权重。在TBD框架下,将二进制目标存在变量和目标形状参数加入到状态向量中,基于粒子滤波,抽样得到散射点集合,实现了在杂波环境下对扩展目标状态和形状参数的检测和估计。仿真结果表明,该算法能稳定地检测到信杂噪比为6dB的目标。