[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

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。