【摘 要】
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海面弱目标检测技术是海洋探索与开发的关键技术之一，也是构建海洋监测网、支撑海洋强国建设的重要基础。高性能的海面弱目标检测需要对海面雷达回波信号进行全方位的分析和利用，然而现有的检测技术大多只关注雷达回波的时频特性，忽略了空域上雷达回波蕴含的丰富信息。对此，本文从雷达回波(包括海杂波和目标回波)的空间相关性出发，充分挖掘回波信号的空域信息并加以利用，致力于提升不同检测环境下对海面弱目标的检测性能。本文的主要工作有如下两点。
①利用海杂波的空间相关性，本文提出了一种改进的自适应归一化匹配滤波(Ada
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海面弱目标检测技术是海洋探索与开发的关键技术之一，也是构建海洋监测网、支撑海洋强国建设的重要基础。高性能的海面弱目标检测需要对海面雷达回波信号进行全方位的分析和利用，然而现有的检测技术大多只关注雷达回波的时频特性，忽略了空域上雷达回波蕴含的丰富信息。对此，本文从雷达回波(包括海杂波和目标回波)的空间相关性出发，充分挖掘回波信号的空域信息并加以利用，致力于提升不同检测环境下对海面弱目标的检测性能。本文的主要工作有如下两点。
①利用海杂波的空间相关性，本文提出了一种改进的自适应归一化匹配滤波(Adaptive Normalized Matched Filter, ANMF)检测方案。具体地，本文根据海杂波纹理分量在空间上的相关程度对原有二元检测问题进行修改，并严格推导新检测问题下的ANMF判决式。基于此判决式，在传统ANMF检测流程中增设纹理空间相关性分析步骤，以筛选出与待测单元具有相同纹理的参考单元，为弱目标检测提供额外的先验信息。测试结果表明，相对于传统ANMF检测方法，所提出的检测方法在不同的信杂比和多普勒频率下都具有更优的检测性能。特别地，在低信杂比(小于-5dB)条件下本文提出的检测方法可获得高达10%的检测概率提升。
②利用目标回波的空间相关性，本文提出了一种基于空间相关性的特征检测方法。海面低速漂浮目标回波在多普勒域通常会陷入的海杂波带宽中，从而引起ANMF检测器性能的下降。为解决此问题，本文首先构造平均空间相关系数这一新型特征，以描述目标单元回波与空间相邻单元回波之间表现出的强相关性。随后，基于该特征设计特征检测器并在实测数据集上进行测试，结果表明相较于常用时频特征，使用空间相关特征可以显著提升特征检测器在不同检测环境下的性能，尤其在低信杂比(低于-2dB)下和低虚警概率(低于10-3)条件下，检测概率最高分别可提升34%和60%。
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