对海面回波数据的研究一直是雷达信号处理领域的热门方向,研究海杂波的特性对海杂波的建模和海面目标检测方法的研究有重要意义。随着雷达分辨率不断地提高,高海况下的海杂波在时域和频域上都具有类似目标的特征,而传统的动目标显示,动目标检测和恒虚警检测方法可能会把强海杂波信号检测成目标,造成虚警过多的现象。针对这个问题,本文围绕海面回波数据的特性,海杂波建模和仿真的方法以及高海况下海面舰船目标的检测方法展开研究。主要内容如下:1.海面回波数据的特性分析。首先描述某岸基对海雷达在三种不同海况下测得的海面回波数据,然后分别研究其频谱特性,幅度统计特性和相关性。采用Welch法和自回归模型法分析海杂波和目标信号的频谱特性,实验结果表明,在频域上,海杂波具有多个谱峰,并且谱宽较大,而目标具有单一谱峰,谱宽较窄,能量高。通过运用四种典型分布模型拟合实测数据,检验每种模型的拟合优度,得到K分布的拟合效果最优。相关性的研究包括空间,时间和多普勒频率的相关性,分析结果表明,强海杂波的空间相关距离和相关时间都比弱海杂波的长,目标具有很强的频率相关性,强海杂波只在少数邻近的脉冲上有频率相关性,弱海杂波没有频率相关性。2.海杂波建模和仿真。采用散射机理建模和统计建模来模拟海杂波。在散射机理建模中,首先简单描述海况等级的划分标准,然后构造不同海况条件下的三维海面,用双尺度法求海面的雷达散射截面积,最后生成海面回波信号。在统计建模方面,首先结合三组实测数据对K分布进行参数估计,然后采用球不变随机过程法生成服从K分布的海杂波,仿真杂波的概率密度曲线与K分布的理论值一致。3.高海况下海面舰船目标检测方法研究。首先介绍传统的检测方法。然后在正交投影抑制海杂波的方法中增加了动目标显示处理和设置保护单元两个步骤,改进后的方法增强了对高海况下海杂波的抑制能力。针对目标与海杂波在频率相关性上的差别,在相关性抑制法中增加了目标距离单元判定步骤,减少了在复杂海况下将海杂波误判成目标的可能性。最后,本文提出了一种基于CEMD（Complex Empirical Mode Decomposition）能量比的高海况下海面舰船目标的检测方法,首先对数据进行二维CEMD处理,将每个距离单元信号分解成多个分量,然后计算每个距离单元的最大能量-剩余能量之比,进行恒虚警检测,区分出目标和海杂波,将非目标距离单元归一化成噪声电平。经过对大量实测数据的处理,验证了本文所提方法具有在高海况下减少虚警,并且准确地检测出目标的效果。