[發(fā)明專利]異質雜波下目標知識輔助自適應融合檢測方法

有效

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• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN111999715B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 簡濤;何佳;王海鵬;李剛;劉克;何友;楊予昊;侯穎妮;佟卓
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種異質雜波下目標知識輔助自適應融合檢測方法，屬于寬帶雷達信號處理領域。針對實際異質雜波環(huán)境中不同距離單元間雜波協(xié)方差矩陣結構非均勻特點，構建易于數(shù)學處理的合理先驗分布，將雜波先驗信息與輔助數(shù)據(jù)中所含異質雜波信息進行高效融合，構建易于數(shù)學處理的異質雜波協(xié)方差矩陣結構概率密度函數(shù)的幾何平均估計方法，通過考慮距離擴展目標不同散射點之間是否統(tǒng)計獨立的具體情況，分別求解距離擴展目標未知復幅度的最大似然估計表達式，構建具有閉合形式的距離擴展目標知識輔助自適應融合檢測器，提高了寬帶雷達對異質雜波環(huán)境的適應能力，提升了復雜電磁環(huán)境下寬帶雷達對弱小目標的探測能力，具有推廣應用價值。

技術領域

本發(fā)明隸屬于寬帶雷達信號處理領域，具體涉及一種異質雜波下目標知識輔助自適應融合檢測方法。

背景技術

不同于低分辨率窄帶雷達，寬帶雷達帶寬大、距離分辨率高，在抗干擾、反偵察、精確探測及成像、高精度跟蹤、目標識別等方面具有明顯的優(yōu)勢，在現(xiàn)代軍事和民用領域引起了廣泛重視，已經(jīng)成為現(xiàn)代雷達發(fā)展的一個重要方向。窄帶雷達的距離分辨單元一般遠大于常見目標的幾何尺寸，目標回波信號只占據(jù)一個距離分辨單元，實際目標常被作為“點目標”進行處理。而寬帶雷達目標的回波信號不僅僅只占據(jù)一個距離分辨單元，而是分布在不同的徑向距離分辨單元中，呈現(xiàn)為“一維距離像”，形成“距離擴展目標”。隨著寬帶雷達的廣泛應用，距離擴展目標檢測問題正受到越來越多的關注，成為近年來雷達信號處理界的熱點和難點問題之一。

一方面，由于寬帶雷達觀測到的目標回波分布在多個徑向距離單元上，若仍采用窄帶雷達的點目標檢測方法，針對單個距離單元對回波信號進行目標檢測，并利用鄰近的距離單元采樣進行背景雜波統(tǒng)計特性估計，則距離擴展目標強散射點的能量會泄漏到鄰近距離單元中形成“信號污染”現(xiàn)象，并進一步對單個待檢測距離單元的目標信號構成遮蔽效應，導致無法檢測到目標，由于未能充分利用分布在多個距離單元中目標回波的全部能量，這不但不能體現(xiàn)寬帶雷達的優(yōu)勢，反而會降低對距離擴展目標的檢測能力。另一方面，寬帶雷達目標自適應檢測面臨目標自然環(huán)境復雜多變、電磁干擾等多種因素的影響，雜波統(tǒng)計特性不再滿足獨立同分布的均勻環(huán)境假設條件，這一問題在寬帶雷達目標檢測場景下尤為突出，導致現(xiàn)有距離擴展目標檢測方法難以取得理想的檢測效果。現(xiàn)有雜波模型主要包括均勻環(huán)境、部分均勻環(huán)境、非高斯雜波環(huán)境、異質雜波環(huán)境等。其中，部分均勻環(huán)境下距離擴展目標檢測模型中，假設多個待檢測距離單元的數(shù)據(jù)(也稱主數(shù)據(jù))與只含純雜波的參考距離單元數(shù)據(jù)(也稱輔助數(shù)據(jù))中的雜波分量具有相同的協(xié)方差矩陣結構但功率水平不同；而以復合高斯分布建模的非高斯雜波環(huán)境中，假設主數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)中的雜波分量具有相同的協(xié)方差矩陣結構但不同距離單元間雜波功率水平不同。前述兩種雜波模型中，均假定雜波分量具有相同的協(xié)方差矩陣結構，但在寬帶雷達探測面臨的復雜海雜波、地物雜波等實際環(huán)境下，由于各種干擾因素的存在，不同距離單元間雜波協(xié)方差矩陣結構的均勻性會被進一步破壞，前述均勻、部分均勻和非高斯雜波模型中雜波分量具有相同協(xié)方差矩陣結構的假設條件將無法滿足。此時需采用異質雜波模型進行環(huán)境建模，異質雜波環(huán)境下不同距離單元間雜波協(xié)方差矩陣結構相似但不相同，需通過合理的先驗分布將輔助數(shù)據(jù)和主數(shù)據(jù)中的雜波協(xié)方差矩陣結構聯(lián)系起來。

在寬帶雷達探測場景下，針對實際異質雜波環(huán)境中不同距離單元間雜波協(xié)方差矩陣結構非均勻特點，如何利用合理先驗分布，基于輔助數(shù)據(jù)中所含異質雜波信息來準確估計主數(shù)據(jù)中多個距離單元中的雜波統(tǒng)計信息，在滿足估計準確性的條件下構建便于數(shù)學處理的估計方法，進而構建具有閉合形式的距離擴展目標檢測統(tǒng)計量，在增強檢測器恒虛警率(CFAR)特性的前提下，進一步提高寬帶雷達對異質雜波環(huán)境的適應能力，改善目標檢測性能，是提升復雜電磁環(huán)境下寬帶雷達探測能力的關鍵，也是目前急需解決的難題之一。

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