[發明專利]一種干擾條件下參數化自適應陣列信號檢測方法與系統

有效

• 申請號: 202110582853.0
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113238211B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 劉維建;李檳檳;周必雷;杜慶磊;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;G01S7/38;G01S7/41
• 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

1.一種干擾條件下參數化自適應陣列信號檢測方法，其特征在于，包括：

步驟1：確定待檢測數據矩陣、采樣協方差矩陣和信號導向矢量；

步驟2：計算檢測統計量的中間物理量；

步驟3：確定可調參數；

步驟4：構造檢測統計量；

步驟5：根據虛警概率及所述檢測統計量確定檢測門限；

步驟6：比較所述檢測統計量與所述檢測門限的大小，若檢測統計量小于檢測門限，則判決目標不存在，若檢測統計量大于等于檢測門限，則判決目標存在；

在所述步驟2中，計算檢測統計量的中間物理量包括：

D＝S^-1、E＝X^HDX、f＝X^HDs(θ)和g＝s^H(θ)Ds(θ)

其中，上標[·]^-1表示矩陣求逆，S表示采樣協方差矩陣，X為待檢測數據矩陣，s(θ)表示信號導向矢量，上標[·]^H表示共軛轉置，θ為目標方位角；

在所述步驟4中，構建的檢測統計量如下式所示：

其中，符號|·|表示矩陣的行列式，I_K表示K×K維單位矩陣，E、f和g為檢測統計量的中間物理量。

2.根據權利要求1所述的干擾條件下參數化自適應陣列信號檢測方法，其特征在于，在所述步驟1中，確定的所述采樣協方差矩陣表示為

確定的所述信號導向矢量表示為

式中，x_l為待檢測數據附近的第l個訓練樣本，l＝1,2,…,L，L為訓練樣本個數，N為雷達陣列陣元數，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，j表示虛數。

3.根據權利要求1所述的干擾條件下參數化自適應陣列信號檢測方法，其特征在于，在所述步驟1中，確定的待檢測數據矩陣表示為，

X＝[x₁,x₂,…,x_K]

其中，x_k為第k個待檢測數據，k＝1,2,…,K；

當所述待檢測數據矩陣中的數據為單個脈沖時的擴展目標時，K為擴展目標占據的距離單元數；當所述待檢測數據矩陣中的數據為多個脈沖時的點目標時，K為脈沖個數。

4.根據權利要求1所述的干擾條件下參數化自適應陣列信號檢測方法，其特征在于，在所述步驟3中，確定的可調參數包括以下情形：

當需要得到對信號失配具有穩健特性的檢測器時，可調參數γ設置范圍為γ∈[0，1]；

當需要得到對信號失配具有敏感抑制特性的檢測器時，可調參數γ設置范圍為γ∈(1，3]。

5.根據權利要求1所述的干擾條件下參數化自適應陣列信號檢測方法，其特征在于，在所述步驟5中，對所述檢測門限通過下式得到：

η＝t(n_*)

式中，M為蒙特卡洛仿真次數，μ為系統的虛警概率設定值，為取整操作，t(i)為序列由大到小排列第i個最大值，E(k)＝X^H(k)D(k)X(k)，D(k)＝S^-1(k)，X(k)為僅含干擾和噪聲分量的待檢測數據的第k次實現，S(k)為采樣協方差矩陣的第k次實現，f(k)＝X^H(k)D(k)s(θ)，g(k)＝s^H(θ)D(k)s(θ)，k＝1,2,…,M。

6.根據權利要求1所述的干擾條件下參數化自適應陣列信號檢測方法，其特征在于，在所述步驟6中，通過對檢測統計量和檢測門限的比較，從而對目標進行判定：

若檢測統計量Detector大于等于檢測門限η，則判定目標存在；

若檢測統計量Detector小于檢測門限η，則判定目標不存在。

7.一種應用于權利要求1-6任意一項所述檢測方法的干擾條件下參數化自適應陣列信號檢測系統，其特征在于，包括：

數據矩陣構造模塊，其根據已知信息構造相關矩陣；

中間物理量計算模塊，其根據數據矩陣構造檢測器所需的相關中間物理量；

可調參數確定模塊，其用于對檢測器所需的可調參數數值進行確定；

檢測統計量構造模塊，其根據中間物理量及可調參數構造檢測統計量；

檢測門限確定模塊，其用于根據檢測統計量及系統虛警概率對檢測門限進行確定；

目標判決模塊，其通過對檢測統計量與檢測門限進行比較，判決目標是否存在，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。