[發明專利]基于多普勒引導的多幀聯合小目標雙重檢測方法

有效

• 申請號: 201711075845.7
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107942324B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 水鵬朗;張帥;施賽楠
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于多普勒引導的多幀聯合小目標雙重檢測方法，包括：

(1)利用雷達發射機發射連續的脈沖信號，雷達接收機接收θ×I×N維的回波數據矩陣X，其中，θ表示幀數即掃描數，I表示距離單元數，N表示積累脈沖數；

(2)利用回波數據矩陣X沿著脈沖維求不同多普勒通道下的廣義似然比線性門限檢測器的檢測統計量，計算數據矩陣Z，其中，數據矩陣Z的第m行i列n頁的數據為Z(m,i,n)：

X(m,i)表示回波數據矩陣X的第m行i列的回波數據；λ表示逆高斯紋理下的形狀參數；η表示逆高斯紋理下的尺度參數；M(m,i)表示回波數據矩陣X的第m行i列的回波數據的散斑協方差矩陣；p(f_n)表示多普勒頻率f_n下的多普勒導向矢量；

(3)對數據矩陣Z沿著多普勒通道維進行如下處理：

(3a)計算廣義似然比線性門限檢測器的最大檢測統計量矩陣ξ₁，其中統計量矩陣ξ₁的第m行i列的數據為ξ₁(m,i)：

(3b)計算最大檢測統計量對應的多普勒通道矩陣其中多普勒通道矩陣的第m行i列的數據為

(4)給定第一重檢測的虛警概率p₁和第二重檢測的虛警概率p，并通過蒙特卡羅實驗計算第一重檢測門限T₁，其中，p₁≥p；

(5)根據第一重檢測門限T₁重新設置最大檢測統計量矩陣ξ₁和多普勒通道矩陣

(5a)重新設置的最大檢測統計量矩陣ξ₁′的第m行i列的數據為：

(5b)重新設置的多普勒通道矩陣的第m行i列的數據為：

(6)給定窗長2L+1，對于第m行i列的待檢測單元d，利用其多普勒通道信息作為引導，設計對應于檢測單元d的方向匹配濾波器，按如下步驟進行：

(6.1)給定窗長2L+1，在保證所有方向都能掃描到的情況下，根據k的取值范圍不同，確定方向匹配濾波器的類型，當k＝0,1,...2L-1時，為橫向匹配濾波器；當k＝2L,2L+1,...4L-1時，為縱向方向匹配濾波器，分別計算這兩種匹配濾波器的第m行i列的數據h_k(m,i)為：

橫向匹配濾波器：

縱向匹配濾波器：

其中：fix表示向零取整，L為正整數L≥4；

(6.2)分別計算第k個不同方向匹配濾波器對應的速度v_k為：

第k個橫向匹配濾波器：

第k個縱向匹配濾波器：

其中，Δr表示距離門的寬度；ΔT表示多幀掃描時每一幀的掃描時間；

(6.3)利用步驟(5)中得到的對應于檢測單元d的多普勒引導信息確定與當前待檢測單元多普勒速度差值最小的方向匹配濾波器k_c：

其中：λ為雷達工作波長，T_r為脈沖重復周期；

(6.4)以與當前待檢測單元d的多普勒速度差值最小的方向匹配濾波器k_c為中心，選取左右各τ個方向匹配濾波器作為當前待檢測單元的方向匹配濾波器組,得到方向匹配濾波器組的序號矩陣k_f：

k_f＝mod(k_c+j,4L),j＝0,±1,...,±τ，

其中：mod表示取余操作；

(7)利用(6)中得到的方向匹配濾波器和重新設置的最大檢測統計量矩陣ξ₁′，計算待檢測單元d的檢驗統計量ξ；

(8)根據第二重檢測的虛警概率p，通過蒙特卡羅實驗計算第二重檢測門限T；

(9)比較檢驗統計量ξ和第二重檢測門限T的大小，判斷出目標是否存在：

如果ξ≥T，則表明待檢測距離單元d有目標，

如果ξ＜T，則表明待檢測距離單元d沒有目標。