CN112558014A - 一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法与*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法与***,首先构造信号矩阵,接着构造待检测矩阵和训练样本矩阵,再构造中间变量矩阵,再确定可调参数,然后构造检测统计量,进而利用检测统计量和虚警概率确定检测门限,最后比较检测统计量与检测门限之间的大小,判决目标是否存在。本发明设计的检测方法基于自适应检测的基本思想,能够同时实现杂波抑制和目标检测,具有恒虚警特性,无需额外的恒虚警处理,根据***需要,还能够实现对失配信号的稳健检测或者灵活抑制。
Description
技术领域
本发明涉及雷达信号检测技术领域,尤其涉及一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法与***。
背景技术
雷达接收数据中除了噪声和可能的目标回波外,还可能包含强度远远大于目标信号的杂波回波。要保证雷达在复杂电磁环境中的效能正常发挥,则需要解决好杂波中的目标检测问题。
此外,雷达通常还面临信号失配现象。一方面,由于阵列误差、指向误差、多径效应等因素的影响,真实目标的方向可能与雷达主波束的指向不一致。此时,为了提高检测概率,需要对失配信号具有稳健检测特性的检测器。另一方面,除了功率强大的杂波外,雷达还面临众多类型的干扰。由于雷达主瓣很窄,干扰信号主要从雷达旁瓣进入雷达接收机,会被雷达误认为是从雷达主瓣进入的目标信号,从而导致了信号失配的发生。此时,对于雷达来说,需要对失配信号具有抑制能力强的检测器,即失配敏感检测器。
然而,传统检测器对失配信号的检测特性是固定的,不能同时满足对失配信号的稳健检测和对失配信号的失配敏感抑制。
发明内容
为了解决对杂波中扩展目标检测时存在失配信号时的难题,本发明提供一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法,用以克服现有技术中目标检测能力不足的问题。
本发明提供一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法,包括:
步骤1:构造信号矩阵;
步骤2:构造待检测矩阵和训练样本矩阵;
步骤3:构造中间变量矩阵;
步骤4:确定可调参数;
步骤5:构造检测统计量;
步骤6:利用所述检测统计量和虚警概率确定检测门限;
步骤7:比较所述检测统计量与所述检测门限之间的大小,判决目标是否存在。
进一步地,所述步骤1中构造的信号矩阵适用于多极化雷达目标方位确定时的情形或单极化雷达时的目标方位非精确已知时的情形;多极化雷达包括两个极化通道的雷达和三个极化通道的雷达;对于多极化雷达目标方位确定时的情形,当采用两个极化通道时,信号矩阵具有以下形式
当采用三个极化通道时,信号矩阵具有以下形式
对于单极化雷达时的目标方位非精确已知时的情形,信号矩阵具有形式
进一步地,所述步骤2中构造的待检测矩阵和训练样本矩阵分别为
进一步地,所述步骤3中构造的中间变量矩阵包括
进一步地,所述步骤5中构造的检测统计量为
进一步地,所述步骤6中利用所述检测统计量和虚警概率确定检测门限通过下式实现
进一步地,所述步骤7中比较所述检测统计量与所述检测门限之间的大小,判决目标是否存在分以下两种情况进行判定:
另一方面,本发明提供了一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测,包括:
信号矩阵构造模块,用于构造信号矩阵;
待检测矩阵和训练样本矩阵构造模块,用于构造待检测矩阵和训练样本矩阵;
中间变量矩阵构造模块,用于构造检测统计量所需的中间变量矩阵;
可调参数设置模块,用于根据***需求设计合理的可调参数;
检测统计量构造模块,用于根据中间变量矩阵和可调参数构造检测统计量;
检测门限确定模块,用于根据检测统计量及***虚警概率设定值确定检测门限;
目标判决模块,用于比较检测统计量与检测门限之间的大小,并作出目标是否存在的判决输出,若检测统计量大于检测门限,则判决目标存在,若检测统计量小于等于检测门限,则判决目标不存在。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1 )本发明基于自适应检测思想,所设计的检测器能够同时实现杂波抑制和目标检测,无需独立的滤波流程;
(2)本发明设计的检测器具有恒虚警特性,无需独立的恒虚警处理流程;
(3)本发明设计的检测器即能够实现对失配信号的稳健检测,又可实现对失配信号的灵活抑制;
(4)本发明设计的检测方法结构简单,流程少,不仅节约了成本,而且提高了检测性能。
附图说明
图1为本发明一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法与***的流程示意图;
图2为本发明一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法与***的结构框架图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
本发明的目的在于解决扩展目标信号失配下的目标检测难题,为了实现上述目的,请参阅图1所示,本发明提供了一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法,包括:
步骤1:构造信号矩阵;
步骤2:构造待检测矩阵和训练样本矩阵;
步骤3:构造中间变量矩阵;
步骤4:确定可调参数;
步骤5:构造检测统计量;
步骤6:利用所述检测统计量和虚警概率确定检测门限;
步骤7:比较所述检测统计量与所述检测门限之间的大小,判决目标是否存在。
具体而言,所述步骤1中构造的信号矩阵适用于多极化雷达目标方位确定时的情形或单极化雷达时的目标方位非精确已知时的情形;多极化雷达包括两个极化通道的雷达和三个极化通道的雷达;对于多极化雷达目标方位确定时的情形,当采用两个极化通道时,信号矩阵具有以下形式
当采用三个极化通道时,信号矩阵具有以下形式
对于单极化雷达时的目标方位非精确已知时的情形,信号矩阵具有形式
具体而言,所述步骤2中构造的待检测矩阵和训练样本矩阵分别为
所述步骤3中构造的中间变量矩阵包括
所述步骤5中构造的检测统计量为
所述步骤6中利用所述检测统计量和虚警概率确定检测门限通过下式实现
所述步骤7中比较所述检测统计量与所述检测门限之间的大小,判决目标是否存在分以下两种情况进行判定:
请参阅图2所示,本发明提供了一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测***,包括:
信号矩阵构造模块,用于构造信号矩阵;
待检测矩阵和训练样本矩阵构造模块,用于构造待检测矩阵和训练样本矩阵;
中间变量矩阵构造模块,用于构造检测统计量所需的中间变量矩阵;
可调参数设置模块,用于根据***需求设计合理的可调参数;
检测统计量构造模块,用于根据中间变量矩阵和可调参数构造检测统计量;
检测门限确定模块,用于根据检测统计量及***虚警概率设定值确定检测门限;
目标判决模块,用于比较检测统计量与检测门限之间的大小,并作出目标是否存在的判决输出,若检测统计量大于检测门限,则判决目标存在,若检测统计量小于等于检测门限,则判决目标不存在。
本发明所述检测***无需恒虚警处理即可实现目标检测,同时能够高效去除杂波并且检测目标,而且即可实现对失配信号的稳健检测,也可实现对失配信号的灵活抑制。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:构造信号矩阵;
步骤2:构造待检测矩阵和训练样本矩阵;
步骤3:构造中间变量矩阵;
步骤4:确定可调参数;
步骤5:构造检测统计量;
步骤6:利用所述检测统计量和虚警概率确定检测门限;
步骤7:比较所述检测统计量与所述检测门限之间的大小,判决目标是否存在。
2.根据权利要求1所述的一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测方法,其特征在于:所述步骤1中构造的信号矩阵适用于多极化雷达目标方位确定时的情形或单极化雷达时的目标方位非精确已知时的情形;多极化雷达包括两个极化通道的雷达和三个极化通道的雷达;对于多极化雷达目标方位确定时的情形,当采用两个极化通道时,信号矩阵具有以下形式
当采用三个极化通道时,信号矩阵具有以下形式
对于单极化雷达时的目标方位非精确已知时的情形,信号矩阵具有形式
9.一种杂波中扩展目标参数可调子空间检测***,其特征在于,包括:
信号矩阵构造模块,用于构造信号矩阵;
待检测矩阵和训练样本矩阵构造模块,用于构造待检测矩阵和训练样本矩阵;
中间变量矩阵构造模块,用于构造检测统计量所需的中间变量矩阵;
可调参数设置模块,用于根据***需求设计合理的可调参数;
检测统计量构造模块,用于根据中间变量矩阵和可调参数构造检测统计量;
检测门限确定模块,用于根据检测统计量及***虚警概率设定值确定检测门限;
目标判决模块,用于比较检测统计量与检测门限之间的大小,并作出目标是否存在的判决输出,若检测统计量大于检测门限,则判决目标存在,若检测统计量小于等于检测门限,则判决目标不存在。
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