[發(fā)明專利]雜波背景下的分布式異構(gòu)雷達信號融合檢測方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202210335965.0 | 申請日: | 2022-03-31 |
| 公開(公告)號: | CN114755680A | 公開(公告)日: | 2022-07-15 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 周生華;盧靖;彭曉軍;童昊;馬暉 | 申請(專利權(quán))人: | 西安電子科技大學(xué) |
| 主分類號: | G01S13/88 | 分類號: | G01S13/88;G01S7/42;G06F30/20 |
| 代理公司: | 陜西電子工業(yè)專利中心 61205 | 代理人: | 王品華;王喜媛 |
| 地址: | 710071*** | 國省代碼: | 陜西;61 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 背景 分布式 雷達 信號 融合 檢測 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種雜波背景下的分布式異構(gòu)雷達信號融合檢測方法,主要解決現(xiàn)有加權(quán)檢測算法在局部權(quán)值設(shè)計中未充分考慮局部雷達站檢測能力差異而導(dǎo)致檢測性能差的問題。其實現(xiàn)方案是:根據(jù)分布式檢測系統(tǒng)構(gòu)建局部檢驗統(tǒng)計量;基于對全局檢驗統(tǒng)計量的卡方近似,以在給定虛警概率條件下最小化全局漏警概率為目標函數(shù)來優(yōu)化求解局部權(quán)值;在融合中心根據(jù)優(yōu)化得到的權(quán)值對局部檢驗統(tǒng)計量進行加權(quán)融合;將加權(quán)融合后的全局檢驗統(tǒng)計量與檢測門限進行比較完成目標是否存在的判決。仿真結(jié)果表明,本發(fā)明相較于現(xiàn)有的加權(quán)檢測方法具有更好的檢測性能,可用于提升雜波背景下的分布式異構(gòu)雷達系統(tǒng)的檢測性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于雷達技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種分布式異構(gòu)雷達信號融合檢測方法,可用于提升雜波背景下的分布式異構(gòu)雷達系統(tǒng)的檢測性能。
背景技術(shù)
分布式雷達系統(tǒng)通過分散的多個局部雷達站對監(jiān)視區(qū)域進行協(xié)同掃描,可以獲得空間分集增益、信噪比增益、頻率分集增益等,從而實現(xiàn)相比單雷達站更高的探測性能。隨著雷達工作環(huán)境日益復(fù)雜,分布式雷達系統(tǒng)融合檢測方法由于其檢測性能方面的優(yōu)勢已經(jīng)成為了國內(nèi)外的研究熱點。
根據(jù)局部雷達站接收信號的統(tǒng)計分布是否相同,可以將分布式雷達融合檢測分為同構(gòu)雷達信號融合檢測與異構(gòu)雷達信號融合檢測。前者假設(shè)每個局部雷達站接收觀測具有相同的統(tǒng)計分布,而后者允許每個局部雷達站接收觀測服從不同的統(tǒng)計分布。在實際場景中,由于各個雷達站自身的工作參數(shù)差異、背景雜波、與目標的距離差異等因素,分布式雷達系統(tǒng)一般工作在異構(gòu)場景下,因此研究分布式異構(gòu)雷達信號融合檢測具有重要的應(yīng)用與實際意義。
在分布式雷達信號融合檢測框架下,每個局部雷達站根據(jù)自身觀測形成局部檢驗統(tǒng)計量,然后將局部檢驗統(tǒng)計量傳輸至融合中心形成全局檢驗統(tǒng)計量。若全局檢驗統(tǒng)計量大于一個給定的檢測門限,則認為目標存在,否則認為目標不存在。全局檢驗統(tǒng)計量的形式取決于融合方式,最優(yōu)的融合方式為基于奈曼-皮爾遜準則的似然比檢驗,但是該準則需要已知目標信噪比、背景噪聲強度等信息,而這些信息往往是未知的。一種廣泛使用的信號融合檢測器為基于廣義似然比準則的融合方法,該方法先對未知參數(shù)求取最大似然估計,然后將估計量代入到似然比檢驗中,從而形成全局檢驗統(tǒng)計量。但是,在局部雷達站觀測獨立場景下,基于廣義似然比的檢測器是一種局部檢驗統(tǒng)計量的均勻加權(quán),并且該檢測器已經(jīng)被證明是次優(yōu)的。此外,該融合方式?jīng)]有充分考慮到局部雷達站的檢測能力差異,而具有更高檢測能力的雷達站應(yīng)該被賦予更高的權(quán)值。因此,在雜波背景下,考慮到局部雷達站的目標檢測能力差異,可以采取加權(quán)融合檢測的方式,給檢測性能強的局部雷達站賦予更高的權(quán)值。
對于加權(quán)檢測,文獻[S.H.Zhou and H.W.Liu,“Signal fusion-based targetdetection algorithm for spatial diversity radar,”IET Radar,Sonar andNavigation,vol.5,no.3,pp.204–214,2011.]研究了雜波背景下的分布式MIMO雷達融合檢測問題。為了方便計算檢測門限,文中給出了一種修正加權(quán)檢測方案,仿真結(jié)果表明修正加權(quán)檢測方法不僅可以有效實現(xiàn)全局檢測門限的求解,在某些場景下可以實現(xiàn)比文中所述的均勻加權(quán)檢測方法更好的檢測性能。
文獻[J.Lu,S.Zhou,J.Wang,D.Li,T.Feng,H.Liu,and H.Ma,“Signal fusion-based detection with an intuitive weighting method,”in 2020IEEE RadarConference(RadarConf20),2020,pp.1–6.]中給出了雜波背景下直觀的加權(quán)檢測方法。在該方法中,局部權(quán)值的設(shè)計是根據(jù)局部雷達站的檢測性能曲線來直觀設(shè)計的,結(jié)果表明該加權(quán)檢測方法可以在某些場景下得到優(yōu)于均勻加權(quán)的檢測性能。
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- 專利分類
G01S 無線電定向;無線電導(dǎo)航;采用無線電波測距或測速;采用無線電波的反射或再輻射的定位或存在檢測;采用其他波的類似裝置
G01S13-00 使用無線電波的反射或再輻射的系統(tǒng),例如雷達系統(tǒng);利用波的性質(zhì)或波長是無關(guān)的或未指明的波的反射或再輻射的類似系統(tǒng)
G01S13-02 .利用無線電波反射的系統(tǒng),例如,初級雷達系統(tǒng);類似的系統(tǒng)
G01S13-66 .雷達跟蹤系統(tǒng);類似系統(tǒng)
G01S13-74 .應(yīng)用無線電波再輻射的系統(tǒng),例如二次雷達系統(tǒng);類似系統(tǒng)
G01S13-86 .雷達系統(tǒng)與非雷達系統(tǒng)
G01S13-87 .雷達系統(tǒng)的組合,例如一次雷達與二次雷達
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