摘要
海面目标检测一直是海杂波研究的重点方向。目前，针对短脉冲序列以及强海杂波背景下的弱目标检测问题，传统的似然比检测方法不能充分利用数据间的相关性，其检测性能不佳。最近几年，信息几何正在飞速发展中，现阶段一般利用微分几何的原理来研究信息科学的相关问题，并已在图像处理、信息编码和信号分析等多个领域有广泛的应用。因此，研究分析信息几何在海面目标检测上的应用，充分利用矩阵流形上的几何信息极其重要。此外，在目标多普勒频率未知的情况下，特别是在目标谱与杂波谱分离的情况下，设计有效的预处理机制同样也很重要。为此，本文主要做了以下工作： 1）梳理了短脉冲序列以及强海杂波背景下海面目标检测遇到的难题，对雷达目标检测在国内外的发展以及研究现状做了详细说明。对信号检测的基本理论以及矩阵信息几何的数学概念等进行了解释说明，为后续的几何均值推导奠定了基础。 2）现有的信息几何测度一般从矩阵流形上入手，将雷达目标检测问题转化为信息几何问题。在此基础上，根据矩阵流形上两种新的几何测度以及对应的均值矩阵，推导分析了两种新的基于Frobenius范数归一化距离的矩阵CFAR检测器，该两种算法计算量都很小。最后，实验结果表明提出的两种新的基于Frobenius范数归一化距离的矩阵CFAR检测算法具有近似相同的检测性能，优于现有的其它基于距离的矩阵CFAR检测器。 3）对于短脉冲序列以及强海杂波背景下的目标检测，考虑通过时频分析方法对接收信号进行预处理，提出了一种基于预处理的最大特征值的矩阵CFAR检测方法，通过杂波抑制来解决目标多普勒频率偏离杂波频谱中心时矩阵CFAR方法失效的难题。 4）动目标检测依据目标与杂波的能量差异进行目标检测，一般使用各种滤波器，抑制目标单元外的杂波信号。基于这一现象，利用动目标检测原理，提出了利用子带滤波器组对接收数据进行滤波处理，然后再与最大特征值相结合的矩阵CFAR检测方法。研究表明，该方法具有较好的检测性能。
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