[發明專利]一種雜波環境中信號失配時的擴展目標檢測方法

有效

• 申請號: 201911377389.0
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111123252B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 劉維建;王永良;杜慶磊;陳輝;戴凌燕
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍預警學院
• 主分類號: G01S13/04
• 分類號: G01S13/04
• 代理公司: 北京翔石知識產權代理事務所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

本發明提供一種雜波環境中信號失配時的擴展目標檢測檢測方法，包括如下步驟：利用采樣協方差矩陣分別對信號矩陣及待檢測數據進行準白化；確定可調參數初始值；根據信號子空間維數和目標擴展維度大小，利用準白化后的信號矩陣和準白化后的待檢測數據構造檢測統計量；對檢測統計量和檢測門限進行比較：若檢測統計量大于檢測門限，則判決目標存在；反之，則判決目標不存在。本發明具有靈活的失配信號檢測能力，既可實現對失配信號的抑制，也可實現對失配信號的穩健檢測；同時具有恒虛警特性，無需額外的恒虛警處理步驟。

技術領域

本發明涉及一種雜波環境中信號失配時的擴展目標檢測方法，尤其適用于多通道有源相控陣雷達。

背景技術

目標檢測是雷達最基本、最主要的功能之一。隨著雷達性能的提升，雷達的分辨力不斷提高，目標在距離維往往呈現出擴展特性，尤其對于大型目標，例如戰略轟炸機或大型海面艦船。此外，由于陣元誤差及干擾信號的存在，實際中時常存在信號失配現象，即系統假定值與真實值不一致。

根據信號失配的原因不同，所需要的目標檢測也不同。若信號失配是由陣元誤差引起，則需要具有穩健性能的檢測方法。相反地，若信號失配由干擾引起，則需要具有失配敏感特性的檢測方法。而現有檢測方法對失配性能的檢測性能固定，不能根據需要調整對失配信號的檢測特性。

發明內容

本發明目的在于解決雜波環境中存在信號失配時的擴展目標檢測問題，設計對失配信號具有靈活調控特性的檢測方法。

本發明提出如下的技術方案，一種雜波環境中信號失配時的擴展目標檢測方法，包括如下步驟：

利用采樣協方差矩陣分別對信號矩陣及待檢測數據進行準白化；

確定可調參數初始值；

根據信號子空間維數和目標擴展維度大小，利用準白化后的信號矩陣和準白化后的待檢測數據構造檢測統計量；

對檢測統計量和檢測門限進行比較：若檢測統計量大于檢測門限，則判決目標存在；反之，則判決目標不存在。

進一步地，根據利用采樣協方差矩陣分別對信號矩陣及待檢測數據進行準白化中，采樣協方差矩陣為：其中，x_l為第l個訓練樣本，其維數為N×1，N為系統通道數，L為訓練樣本數，上標(·)^H表示共軛轉置操作。

進一步地，根據利用采樣協方差矩陣分別對信號矩陣及待檢測數據進行準白化中，并且對信號矩陣和待檢測數據進行準白化分別通過下述兩式實現：和其中，S^-1/2＝UL^-1/2U^H，U為S的特征矩陣，由特征分解得到，diag(·)表示對角矩陣，λ_n為S的第n個特征值，H為N×p維信號矩陣，X為N×K維待檢測數據。

進一步地，根據確定可調參數初始值：當系統需用穩健檢測時，在[0,0.5]之間選擇；當系統需用失配敏感檢測時，在[1.1,2.5]之間選擇。

進一步地，根據信號子空間維數和目標擴展維度的大小，利用準白化后的信號矩陣和準白化后的待檢測數據構造檢測統計量：當信號子空間維數大于或等于目標擴展維數時，檢測統計量的表達式為：當信號子空間維數小于目標擴展維數時，檢測統計量的表達式為：其中，λ_max[·]表示矩陣的最大特征值，上標(·)^H表示矩陣的共軛轉置，I_K表示K×K維單位矩陣，上標(·)^-1表示矩陣的逆，γ表示可調參數。

進一步地，根據判決結果調節可調參數：當需要失配敏感檢測且檢測不到目標時，適當減小可調參數；當需要穩健檢測且檢測到的目標信號較強時，適當增加可調參數。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：