[發明專利]干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測方法與裝置

在審

• 申請號: 202010695017.9
• 申請日: 2020-07-19
• 公開（公告）號: CN111948634A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 劉維建;王永良;杜慶磊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍預警學院
• 主分類號: G01S13/06
• 分類號: G01S13/06;G01S7/02;G01S7/41
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 向彬

1.一種干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測方法，其特征在于，包括：

(1)利用訓練樣本構造采樣協方差矩陣；

(2)利用采樣協方差矩陣構造噪聲子空間；

(3)確定角度范圍，利用噪聲子空間重構協方差矩陣；

(4)利用重構的協方差矩陣構造檢測統計量；

(5)比較檢測統計量和檢測門限的大小，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。

2.如權利要求1所述的干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測方法，其特征在于，所述步驟(1)包括：

利用L個訓練樣本構造N×N維采樣協方差矩陣其中第l個訓練樣本x_l僅含干擾和噪聲分量，記作a_l,m為第l個訓練樣本中第m個干擾的幅度，l＝1,2,…,L，n_l為第l個訓練樣本中的熱噪聲，s(θ_m)為第m個干擾的導向矢量，θ_m為第m個干擾的方位角度；x_l、s(θ_m)和n_l的維數均為N×1。

3.如權利要求2所述的干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測方法，其特征在于，所述s(θ_m)的表達式為d為天線陣元間距，λ為雷達發射信號波長，上標[·]^T表示轉置。

4.如權利要求1或2所述的干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測方法，其特征在于，所述步驟(2)中的噪聲子空間為U_n＝[u₁,u₂,…,u_r]，其中u_i為U的第i列，i＝1,2,…,r，U為采樣協方差矩陣的特征矩陣，即的特征分解為U＝[u₁,u₂,…,u_N]，Λ＝diag(λ₁,λ₂,…,λ_N)為對角矩陣，且其特征值由大到小排列λ₁≥λ₂≥…,λ_N；r為滿足下述關系式的最小正整數：

5.如權利要求1或2所述的干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)中重構的協方差矩陣為其中，θ_k為角度范圍Θ的第k個分量，且Θ被平均分為361份。

6.如權利要求5所述的干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測方法，其特征在于，角度范圍Θ分以下三種情況確定：1)當目標角度滿足-88°≤θ_t≤88°時，角度范圍為Θ＝[-90°,θ_low]∪[θ_up,90°]，其中假定目標相對于雷達陣列法線方向的角度為θ_t；2)當目標角度滿足-90°≤θ_t＜88°時，角度范圍為Θ＝[θ_up,90°]；3)當目標角度滿足88°＜θ_t≤90°時，角度范圍為Θ＝[-90°,θ_low]，其中θ_low＝θ_t-2°，θ_up＝θ_t+2°。

7.如權利要求1或2所述的干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測方法，其特征在于，所述步驟(4)中的檢測統計量為其中s(θ_t)為目標導向矢量，其表達式為θ_t為目標的方位角度，為矩陣的逆，|·|表示絕對值，x是待檢測數據。

8.如權利要求1或2所述的干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測方法，其特征在于，所述步驟(5)中的檢測門限通過蒙特卡洛仿真確定。

9.一種干擾條件下基于協方差矩陣重構的目標檢測裝置，其特征在于，包括采樣協方差矩陣構造模塊、噪聲子空間構造模塊、協方差矩陣重構模塊、檢測統計量構造模塊和目標判決模塊，其中：

所述采樣協方差矩陣構造模塊，用于利用訓練樣本構造采樣協方差矩陣；

所述噪聲子空間構造模塊，用于利用采樣協方差矩陣構造噪聲子空間；

所述協方差矩陣重構模塊，用于確定角度范圍，利用噪聲子空間重構協方差矩陣；

所述檢測統計量構造模塊，用于利用重構的協方差矩陣構造檢測統計量；

所述目標判決模塊，用于根據虛警概率確定檢測門限，并比較檢測統計量與檢測門限之間的大小，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。