[發明專利]一種部分均勻環境中存在干擾時的擴展目標檢測器與系統

有效

• 申請號: 202110376536.3
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112799043B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 劉維建;杜慶磊;李檳檳;周必雷;陳輝;王永良
• 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;G06K9/62;G06F17/16
• 代理公司: 佛山卓就專利代理事務所(普通合伙) 44490
• 代理人: 陳雪梅

本發明涉及一種部分均勻環境中存在干擾時的擴展目標檢測器與系統。首先構造數據矩陣；然后構造采樣協方差矩陣；接著根據采樣協方差矩陣構造白化矩陣；再根據白化矩陣對信號矩陣、干擾矩陣和待檢測數據矩陣進行白化；接著根據白化后的待檢測數據矩陣、白化后的信號矩陣和白化后的干擾矩陣構造厄米特矩陣，并計算該矩陣的跡；然后求解協方差矩陣失配量；再根據厄米特矩陣的跡和協方差矩陣失配量構造檢測統計量；接著根據系統設定的虛警概率及檢測統計量確定檢測門限；最后比較檢測統計量與檢測門限的大小，并判決目標是否存在。本發明設計的檢測器無需獨立的濾波和恒虛警處理步驟就可實現干擾抑制和目標檢測，且具有恒虛警特性。

技術領域

本發明涉及信號檢測技術領域，尤其涉及一種部分均勻環境中存在干擾時的擴展目標檢測器與系統。

背景技術

隨著雷達工作帶寬的不斷提升，雷達的距離分辨能力也不斷提高，相應的雷達距離分辨單元不斷變小。因此，目標往往呈現出擴展特性，從而占據多個距離分辨單元。由于分辨單元尺寸的減小，每個分辨單元中含有的雜波強散射點減少，增加了不同距離單元之間統計特性不相同的可能性，從而導致環境的非均勻特性。部分均勻是一種典型的非均勻特性，可廣泛適用于機載雷達等其他場景，具體指的是，待檢測單元的協方差矩陣與訓練樣本的協方差矩陣具有相同的結構，但具有不同的功率。

除了雜波環境的非均勻特性以外，雷達的接收數據中往往還含有由敵方釋放的干擾或者由友鄰雷達/電臺/通信設備釋放的無意干擾，嚴重影響雷達探測性能的發揮。

發明內容

為了解決部分均勻環境中存在干擾時的目標檢測難題，本發明基于自適應檢測思想，提供一種部分均勻環境中存在干擾時的擴展目標檢測器與系統。

一方面，本發明提供一種部分均勻環境中存在干擾時的擴展目標檢測器，包括以下步驟：

步驟1：構造待檢測數據矩陣、訓練樣本矩陣、信號矩陣和干擾矩陣；

步驟2：根據所述訓練樣本矩陣構造采樣協方差矩陣；

步驟3：根據所述采樣協方差矩陣構造白化矩陣；

步驟4：根據所述白化矩陣對信號矩陣、干擾矩陣和待檢測數據矩陣進行白化；

步驟5：根據所述白化后的待檢測數據矩陣、白化后的信號矩陣和白化后的干擾矩陣構造厄米特矩陣，并計算該矩陣的跡；

步驟6：求解協方差矩陣失配量；

步驟7：根據所述厄米特矩陣的跡和所述協方差矩陣失配量構造檢測統計量；

步驟8：根據系統設定的虛警概率及所述的檢測統計量確定檢測門限；

步驟9：比較所述檢測統計量與所述檢測門限的大小，并判決目標是否存在；

所述步驟1中，構造的信號矩陣、干擾矩陣、待檢測數據矩陣和訓練樣本矩陣可分別可表示為、、和,四者的數據維數分別為、、和，表示系統維數，也就是待檢測數據矩陣的行數，表示信號矩陣的列數，表示干擾矩陣的列數，表示待檢測數據矩陣的列數，表示訓練樣本的個數，也就是訓練樣本矩陣的列數；

所述步驟5中，根據所述白化后的待檢測數據矩陣、白化后的信號矩陣和白化后的干擾矩陣構造的厄米特矩陣為

其中，，為維單位矩陣，上標表示矩陣的逆；根據平方根矩陣對信號矩陣進行白化處理；根據平方根矩陣對干擾矩陣進行白化處理；根據平方根矩陣對待檢測數據矩陣進行白化處理；

所述步驟6中，協方差矩陣失配量通過求解下述方程得到

其中，為未知量，表示協方差矩陣失配量，為和中較小的一個，為矩陣的第個非零特征值，，的取值為1、2、……、。