[發(fā)明專利]一種對失配子空間信號靈活控制的加權(quán)自適應(yīng)檢測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811559304.6
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109407083B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉維建;段克清;王永良;陳輝;杜慶磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍預(yù)警學(xué)院
• 主分類號: G01S13/04
• 分類號: G01S13/04;G01S7/41
• 代理公司: 佛山卓就專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44490
• 代理人: 陳雪梅

本發(fā)明公開了一種對失配子空間信號靈活控制的加權(quán)自適應(yīng)檢測器。本發(fā)明首先利用待檢測數(shù)據(jù)和訓(xùn)練樣本形成對信號失配具有穩(wěn)健特性的子空間自適應(yīng)匹配濾波(SAMF)檢測器；再利用待檢測數(shù)據(jù)和訓(xùn)練樣本形成對信號失配具有失配敏感特性的白化子空間正交抑制(W?SABORT)檢測器；然后利用SAMF檢測器和W?SABORT檢測器構(gòu)造加權(quán)檢測器；最后根據(jù)加權(quán)檢測器的統(tǒng)計(jì)特性及系統(tǒng)預(yù)設(shè)的虛警概率計(jì)算檢測門限并進(jìn)行門限比較，以判決目標(biāo)是否存在。本發(fā)明設(shè)計(jì)的檢測器能夠根據(jù)系統(tǒng)需要調(diào)節(jié)加權(quán)系數(shù)的大小，以實(shí)現(xiàn)對失配子空間信號的穩(wěn)健檢測或者抑制；本發(fā)明設(shè)計(jì)的加權(quán)檢測器具有具有恒虛警(CFAR)特性，無需額外的CFAR處理步驟；本發(fā)明設(shè)計(jì)的加權(quán)檢測器無需把雜波抑制作為獨(dú)立處理步驟，即可實(shí)現(xiàn)雜波抑制功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及子空間信號失配下的自適應(yīng)檢測，特別適用于多通道有源相控陣?yán)走_(dá)。

背景技術(shù)

不論雷達(dá)技術(shù)如何發(fā)展，目標(biāo)檢測始終是雷達(dá)最基本和最重要的功能之一。相控陣?yán)走_(dá)天線由多個(gè)發(fā)射陣元和接收陣元組成，通過對各發(fā)射陣元和接收陣元的相位控制即可實(shí)現(xiàn)波束掃描，克服了機(jī)械雷達(dá)只能靠機(jī)械旋轉(zhuǎn)才能實(shí)現(xiàn)波束掃描的先天不足。相控陣?yán)走_(dá)采用眾多獨(dú)立陣元對數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)射和接收，可獲取多個(gè)空域通道信息，據(jù)此可通過后續(xù)的陣列信號處理技術(shù)大幅度提升雷達(dá)系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能。

對于相控陣?yán)走_(dá)，目標(biāo)信息通常可用一個(gè)表征目標(biāo)回波強(qiáng)度的標(biāo)量與一個(gè)表征目標(biāo)方向信息的列向量(即導(dǎo)向矢量)的乘積表示，此類信號可稱之為秩一信號。而在某些應(yīng)用中，目標(biāo)的信號導(dǎo)向矢量并非精確已知，而是位于特定子空間中，例如基于極化相控陣?yán)走_(dá)的目標(biāo)檢測、直升機(jī)目標(biāo)的檢測、存在加速運(yùn)動(dòng)或機(jī)動(dòng)的目標(biāo)檢測。可以看出，子空間信號是秩一信號的推廣。

值得指出的是，實(shí)際環(huán)境中常常存在信號失配，陣元誤差和干擾目標(biāo)是導(dǎo)致信號失配的兩種因素。對于由陣元誤差導(dǎo)致的信號失配，一般希望檢測器能夠提供穩(wěn)健的檢測性能。而對于干擾信號導(dǎo)致的信號失配，則希望檢測器能夠具有失配敏感特性，即不把失配量過大的信號作為真正的目標(biāo)信號。在實(shí)際應(yīng)用中，選擇具有穩(wěn)健特性的檢測器還是選擇具有失配敏感特性的檢測器，該問題取決于應(yīng)用需求。例如，工作在警戒模式下的雷達(dá)，一般希望具有穩(wěn)健檢測特性的檢測器；而對于工作在跟蹤模式的雷達(dá)，則希望具有失配敏感特性的檢測器。然而，常規(guī)檢測器對失配信號的檢測特性是固定的，要么具有穩(wěn)健特性，要么具有失配敏感特性，或者處于折中狀態(tài)。因此，常規(guī)檢測器難以滿足靈活多變的系統(tǒng)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決存在信號失配時(shí)子空間信號檢測的難題。

為了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種對失配子空間信號靈活控制的加權(quán)自適應(yīng)檢測器，包括以下技術(shù)步驟：

(1)利用待檢測數(shù)據(jù)和訓(xùn)練樣本形成對信號失配具有穩(wěn)健特性的子空間自適應(yīng)匹配濾波(SAMF)檢測器；

(2)利用待檢測數(shù)據(jù)和訓(xùn)練樣本形成對信號失配具有失配敏感特性的白化子空間正交抑制(W-SABORT)檢測器；

(3)利用SAMF檢測器和W-SABORT檢測器構(gòu)造加權(quán)檢測器；

(4)計(jì)算檢測門限，進(jìn)行檢測門限比較，做出目標(biāo)是否存在的判決。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明設(shè)計(jì)的檢測器能夠根據(jù)系統(tǒng)需要調(diào)節(jié)加權(quán)系數(shù)的大小，以實(shí)現(xiàn)對失配子空間信號的穩(wěn)健檢測或者抑制；

(2)本發(fā)明設(shè)計(jì)的加權(quán)檢測器具有具有恒虛警(CFAR)特性，無需額外的CFAR處理步驟；

(3)本發(fā)明設(shè)計(jì)的加權(quán)檢測器無需把雜波抑制作為獨(dú)立處理步驟，即可實(shí)現(xiàn)雜波抑制功能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，圖中的SAMF檢測器和W-SABORT檢測器均可在通用可編程信號處理板上編程實(shí)現(xiàn)。

具體實(shí)施方式