CN112558034A - 一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器与*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器与***,首先构造待检测数据矩阵、信号矩阵和训练样本矩阵,然后利用训练样本矩阵构造采样协方差矩阵,接着利用采样协方差矩阵构造白化矩阵,再利用白化矩阵对待检测数据矩阵和信号矩阵进行白化处理,进而利用白化后的数据矩阵构造检测统计量,再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,并判决目标是否存在。本发明基于自适应检测思想,实现了信号失配下的失配敏感目标检测,适用于基于子空间模型的扩展目标检测,检测器具有恒虚警特性,无需独立的恒虚警处理。
Description
技术领域
本发明涉及雷达信号检测技术领域,尤其涉及一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器与***。
背景技术
不论雷达技术如何发展,目标检测一直是雷达的重要功能之一。随着雷达技术的发展进步,雷达的分辨力不断提高,目标往往占据多个距离单元,呈现出扩展特性。由于每个距离单元的雷达回波中杂波分量变少,这有利用雷达目标探测性能的提升。
然而,雷达面临的环境日益复杂,一方面,雷达杂波强度往往远大于雷达回波的强度;另一方面,雷达***接收到的回波信号有可能是不真实目标,而是从旁瓣进入的干扰信号,此时会导致信号失配。
因此,为保证雷达效能的发挥,需要解决好杂波环境中存在信号失配时的扩展目标检测问题。
发明内容
为了解决上述检测难题,本发明提供一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器,用以克服现有技术中目标检测性能低的问题。
本发明提供一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器,包括:
步骤1:构造待检测数据矩阵、信号矩阵和训练样本矩阵;
步骤2:利用所述的训练样本矩阵构造采样协方差矩阵;
步骤3:利用所述的采样协方差矩阵构造白化矩阵;
步骤4:利用所述的白化矩阵对待检测数据矩阵和信号矩阵进行白化处理;
步骤5:利用所述白化后的数据矩阵构造检测统计量;
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,并判决目标是否存在。
进一步地,所述步骤1中,构造的待检测数据矩阵和训练样本矩阵分别通过下面两个等式实现
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,
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
对于多极化雷达目标方位确定时的情形,当采用三个极化通道时,信号矩阵具有以下形式
进一步地,所述步骤2中,利用所述的训练样本矩阵构造采样协方差矩阵通过下式实现
进一步地,利用所述的采样协方差矩阵构造的白化矩阵如下式所示
进一步地,所述步骤4中,利用所述的白化矩阵对待检测数据矩阵和信号矩阵进行白化处理分别通过下面两个式子实现
进一步地,所述步骤5中的检测统计量如下式所示
进一步地,所述步骤6中的检测门限通过下式得到
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,并判决目标是否存在,分下述两种情况进行判定:
另一方面,本发明提供一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测***,包括:
数据矩阵构造模块,用于构造待检测数据矩阵、信号矩阵和训练样本矩阵;
采样协方差矩阵形成模块,用于利用训练样本矩阵构造采样协方差矩阵;
白化矩阵构造模块,用于构造所需的白化矩阵;
数据白化模块,用于对待检测数据矩阵和信号矩阵白化处理;
检测统计量构造模块,用于利用白化后的数据构造检测统计量;
检测门限确定模块,用于根据虚警概率和检测统计量确定检测门限;
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)能够适用于基于子空间信号模型的扩展目标检测;
(2)所设计的检测器对杂波具有恒虚警特性;
(3)所设计的检测器能够对从雷达旁瓣进入雷达接收机的干扰进行良好抑制;
(4)所设计的检测器具有恒虚警特性,无需额外恒虚警处理。
附图说明
图1为本发明一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器与***的流程示意图;
图2为本发明一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器与***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。
此外,在实际环境中,由于干扰等因素的影响,待检测数据中的真实信号往往不满足公式(1)中的信号模型,即:实际环境中可能存在信号失配。
本发明的目的在于解决信号失配时基于子空间模型的扩展目标检测难题。为了实现上述目的,请参阅图1所示,一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器,包括以下步骤:
步骤1:构造待检测数据矩阵、信号矩阵和训练样本矩阵;
步骤2:利用所述的训练样本矩阵构造采样协方差矩阵;
步骤3:利用所述的采样协方差矩阵构造白化矩阵;
步骤4:利用所述的白化矩阵对待检测数据矩阵和信号矩阵进行白化处理;
步骤5:利用所述白化后的数据矩阵构造检测统计量;
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,并判决目标是否存在。
具体而言,所述步骤1中,构造的待检测数据矩阵和训练样本矩阵分别通过下面两个等式实现
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,
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
对于多极化雷达目标方位确定时的情形,当采用三个极化通道时,信号矩阵具有以下形式
具体而言,所述步骤2中,利用所述的训练样本矩阵构造采样协方差矩阵通过下式实现
具体而言,所述步骤3中,利用所述的采样协方差矩阵构造的白化矩阵如下式所示
具体而言,所述步骤4中,利用所述的白化矩阵对待检测数据矩阵和信号矩阵进行白化处理分别通过下面两个式子实现
具体而言,所述步骤5中的检测统计量如下式所示
具体而言,所述步骤6中的检测门限通过下式得到
具体而言,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,并判决目标是否存在,分下述两种情况进行判定:
请参阅图2所示,一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测***,包括:
数据矩阵构造模块,用于构造待检测数据矩阵、信号矩阵和训练样本矩阵;
采样协方差矩阵形成模块,用于利用训练样本矩阵构造采样协方差矩阵;
白化矩阵构造模块,用于构造所需的白化矩阵;
数据白化模块,用于对待检测数据矩阵和信号矩阵白化处理;
检测统计量构造模块,用于利用白化后的数据构造检测统计量;
检测门限确定模块,用于根据虚警概率和检测统计量确定检测门限;
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。
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)
1.一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:构造待检测数据矩阵、信号矩阵和训练样本矩阵;
步骤2:利用所述的训练样本矩阵构造采样协方差矩阵;
步骤3:利用所述的采样协方差矩阵构造白化矩阵;
步骤4:利用所述的白化矩阵对待检测数据矩阵和信号矩阵进行白化处理;
步骤5:利用所述白化后的数据矩阵构造检测统计量;
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,并判决目标是否存在。
2.根据权利要求1所述的一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测器,其特征在于:所述步骤1中,构造的待检测数据矩阵和训练样本矩阵分别通过下面两个等式实现
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
对于多极化雷达目标方位确定时的情形,当采用三个极化通道时,信号矩阵具有以下形式
9.一种子空间信号失配时的扩展目标敏感检测***,其特征在于,包括:
数据矩阵构造模块,用于构造待检测数据矩阵、信号矩阵和训练样本矩阵;
采样协方差矩阵形成模块,用于利用训练样本矩阵构造采样协方差矩阵;
白化矩阵构造模块,用于构造所需的白化矩阵;
数据白化模块,用于对待检测数据矩阵和信号矩阵白化处理;
检测统计量构造模块,用于利用白化后的数据构造检测统计量;
检测门限确定模块,用于根据虚警概率和检测统计量确定检测门限;
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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