[發明專利]一種頻率分集陣列雷達低空目標檢測方法

有效

• 申請號: 201710747305.2
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107607938B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 江朝抒;胡良平;肖培
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/42
• 分類號: G01S13/42;G01S7/42;G01S7/40
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 甘茂

1.一種頻率分集陣列雷達低空目標檢測方法,該方法包括:

步驟1：在多個收發陣元架構下，建立頻率分集陣列雷達直達-直達與直達-反射兩種回波信號模型，構造回波貫徹數據矩陣S；其中直達-直達回波表示發射單元的發射波直達目標，目標的反射波直達接收陣元的回波；直達-反射回波表示發射單元的發射波直達目標，目標的反射波經過其他物體的反射后到達接收陣元的回波；

步驟1.1：根據目標距離，構建第n個陣元發射，第m個陣元接收的直達路徑信號的傳播延時和反射路徑信號的傳播延時根據目標速度分量，構建第n個陣元發射，第m個陣元接收的直達路徑信號的多普勒頻率和反射路徑信號的多普勒頻率

步驟1.2：引入目標在直達路徑和反射路徑中的散射系數σ_d、σ_r，構建第m個陣元解調后的接收信號s_m(t)；

其中：f₀表示發射信號的中心頻率，Δf表示相鄰陣元的頻率增量，由于Δf＜＜f₀，陣元間距小于目標的高度，對于不同的n，似為似為N表示發射陣元的總個數；

步驟1.3：對第m個陣元解調后的接收信號s_m(t)進行離散采樣，根據發射陣元個數N和一個相干處理間隔內積累脈沖數K，構造回波觀測數據矩陣S；

S＝A(σ)B+E

其中:a_n＝[σ_dσ_r]，n＝1,2,…,N，表示由第n個陣元接收信號中直達路徑與反射路徑散射系數組成的向量；

B＝[b(0) b(1) … b(K-1)]_2N×K

b(k)＝[b₀(k) b₁(k) … b_N-1(k)]^T

其中：K表示一個相干處理間隔內積累脈沖數；b_n(k)表示第n個陣元收到的第k個脈沖中由直達路徑與反射路徑相位加權因子組成的行向量；E為一個N×K的矩陣，包含噪聲或者其它干擾成分；

步驟2：引入目標位置和速度信息，作為被檢測單元，利用回波觀測數據矩陣S，構建高斯白噪聲下的二元假設檢驗問題，得到不同假設條件下的條件概率密度f₀(S,Q₀)、f₁(S,Q₁)，其中f₀(S,Q₀)為假設目標不存在條件下的概率密度函數，f₁(S,Q₁)為假設目標存在條件下的概率密度函數；其中：

其中：|·|表示求行列式運算，tr(·)表示求跡運算，H表示共軛轉置運算，Q₀和Q₁是噪聲的協方差矩陣；

步驟3：根據最大似然估計方法，利用塊對角向量化操作和廣義Khatri-Rao積運算估計目標散射系數矩陣A(σ)，并利用回波觀測數據矩陣S和已估計的目標散射系數矩陣A(σ)估計條件概率密度函數中包含的未知的協方差矩陣

步驟4：根據廣義似然比準則，利用不同假設下的條件概率密度計算出目標檢測統計量Λ(S)，通過比較檢測統計量Λ(S)與設定虛警率下的門限值τ的大小，判斷目標是否存在，從而完成目標檢測。

2.如權利要求1所述的一種頻率分集陣列雷達低空目標檢測方法,其特征在于所述步驟3中:

3.如權利要求2所述的一種頻率分集陣列雷達低空目標檢測方法,其特征在于所述步驟4中：