随着科学技术的进步,海面弱目标检测已经成为当今军防建设和舰船搜救的应用焦点。而海杂波是由雷达接收自海表面的散射回波形成的,它会对雷达在冰山、油轮和其它海上弱目标的定位和检测造成影响。因此,研究海杂波特性对雷达回波信号和检测海面弱目标具有极其重要的意义。分形理论的提出和应用是当前目标检测的一个重大突破,它打破了传统的基于统计特性和基于混沌特性的目标检测方法,特别是在海杂波的建模与弱目标检测方面都得到了很好的应用与发展。本文重点在研究如何利用分形基本理论来处理海杂波和弱目标检测,为了将理论与实验相结合,本文采用IPIX实测雷达数据进行分析验证分形方法在检测目标时的检测性能。本文具体的研究内容如下:介绍了分形基本理论,主要是豪斯道夫测度与维数、实测海杂波数据和多重分形的定义及其求解方法,应用小波变换的Hurst分形指数验证实测海杂波数据的分形特征并做仿真分析。先后研究了基于时域Hurst指数差异的海面弱目标检测和基于时域空间Hurst指数差异的海面弱目标检测,并对两种检测算法进行了对比分析;接着介绍了多重分形降趋移动平均法(MFDMA),然后验证了海杂波的多重分形的特性,在此基础上采用多重分形降趋前向移动平均法(MFFDMA)、多重分形降趋后向移动平均法(MFBDMA)和多重分形降趋中心移动平均法(MFCDMA)三种算法进行目标检测,并对比三种算法的目标检测效果,发现MFCDMA算法检测效果是最好的。