[發(fā)明專利]一種目標(biāo)及干擾條件下的雷達(dá)檢測和分類方法及系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114089307B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉維建;黃燦;李浩;李檳檳;張昭建;周必雷;陳輝;王永良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍預(yù)警學(xué)院
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/04
• 代理公司: 佛山卓就專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44490
• 代理人: 陳雪梅

本發(fā)明提供一種目標(biāo)及干擾條件下的雷達(dá)檢測和分類方法及系統(tǒng)，首先構(gòu)造接收數(shù)據(jù)和信號矩陣，包括待檢測數(shù)據(jù)向量、訓(xùn)練樣本矩陣和信號矩陣，然后根據(jù)信號矩陣構(gòu)造干擾矩陣，接著構(gòu)造能量檢測器，進(jìn)而根據(jù)虛警概率和系統(tǒng)參數(shù)確定檢測門限，再比較能量檢測器與檢測門限之間的大小，若前者小于等于后者，則判決待檢測數(shù)據(jù)中既無目標(biāo)也無干擾，否則計(jì)算比值檢測器，若比值檢測器的值大于1，則判決存在目標(biāo)，反之則判決存在干擾。本發(fā)明設(shè)計(jì)的能量檢測器可兼顧目標(biāo)與干擾，并且實(shí)現(xiàn)了未知雜波環(huán)境中不需要雜波抑制，而直接判決是否存在信號或干擾的有效判決，通過構(gòu)造比值檢測器實(shí)現(xiàn)了未知雜波環(huán)境中判斷待檢測數(shù)據(jù)中存在信號還是干擾的有效判決。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)目標(biāo)檢測領(lǐng)域，更具體地，涉及一種目標(biāo)及干擾條件下的雷達(dá)檢測和分類方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目標(biāo)檢測是雷達(dá)最基本也是最重要的功能之一。然而，敵對方為了降低被雷達(dá)探測及定位的概率，往往實(shí)施各種干擾。這給雷達(dá)效能的發(fā)揮提出了極大挑戰(zhàn)。此外，雷達(dá)接收數(shù)據(jù)往往還存在能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于目標(biāo)信號的雜波。

為了抑制雜波并判決接收數(shù)據(jù)中是否含有目標(biāo)、是否含有干擾，文獻(xiàn)（Greco, M.and Gini, F. and Farina, A., “Radar detection and classification of jammingsignals belonging to a cone class,” IEEE Transactions on Signal Processing,2008, vol. 56, no. 5, pp. 1984-1993.）提出了一種分步檢測與分類方法，然而該方法存在以下缺陷：1）只適用于雜波加噪聲協(xié)方差矩陣已知的情形，不適用于未知雜波環(huán)境；2）需要提前預(yù)設(shè)干擾所在錐空間的錐角大小；3）無法得到檢測器的閉合解；4）只適用于秩一信號，不適用于子空間信號。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種目標(biāo)及干擾條件下的雷達(dá)檢測和分類方法及系統(tǒng)，其目的在于解決雜波加噪聲協(xié)方差矩陣未知時(shí)可能存在未知干擾時(shí)的子空間信號和干擾的檢測及分類問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種目標(biāo)及干擾條件下的雷達(dá)檢測和分類方法，包括以下步驟：

S1：構(gòu)造接收數(shù)據(jù)和信號矩陣，包括待檢測數(shù)據(jù)向量、訓(xùn)練樣本矩陣和信號矩陣，其中，、和的維數(shù)分別為、和；

S2：根據(jù)信號矩陣構(gòu)造干擾矩陣，其中，為維酉矩陣的后列，為的奇異值分解的左酉矩陣，即：，為維對角矩陣，為維酉矩陣，符號表示共軛轉(zhuǎn)置；

S3：構(gòu)造能量檢測器，其檢測統(tǒng)計(jì)量為，其中，，符號表示矩陣的逆；

S4：根據(jù)虛警概率和系統(tǒng)參數(shù)確定檢測門限；

S5：比較能量檢測器與檢測門限之間的大小，若，則轉(zhuǎn)至S6；若，則輸出判決結(jié)果：待檢測數(shù)據(jù)中既無目標(biāo)也無干擾。

S6：計(jì)算比值檢測器，若比值檢測器的值大于1，則判決存在目標(biāo)，反之則判決存在干擾。

進(jìn)一步地，所述S4中的檢測門限通過求解下式所示的初等方程得到：

其中，表示系統(tǒng)虛警概率預(yù)設(shè)值，，、和分別表示、和的階乘。

進(jìn)一步地，所述S6中的比值檢測器為：

。

另一方面，本發(fā)明提供了一種目標(biāo)及干擾條件下的雷達(dá)檢測和分類系統(tǒng)，包括以下模塊：

接收數(shù)據(jù)和信號矩陣構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造待檢測數(shù)據(jù)向量、訓(xùn)練樣本矩陣和信號矩陣；

干擾矩陣構(gòu)造模塊，用于利用信號矩陣構(gòu)造干擾矩陣；