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逆高斯紋理復合高斯雜波下距離擴展目標自適應檢測方法_2

文檔序號:9666349閱讀:來源:國知局
據(jù),根據(jù)設置的虛警概率得到實驗 次數(shù)T,每次實驗生成新的純雜波仿真數(shù)據(jù),將所述純雜波仿真數(shù)據(jù)帶入自適應檢測器得到 檢測統(tǒng)計量,將第1次實驗得到的檢測統(tǒng)計量表示為1*^ = 1,2...,1';對得到的1'個檢測統(tǒng) 計量進行降序排列后取第100個檢測統(tǒng)計量作為檢測門限γ。
[0049]本發(fā)明的有益效果為:(1)本發(fā)明由于采用了逆高斯分布描述復合高斯雜波的紋 理分量,提高了雜波模型精度,有效降低了檢測虛警;(2)本發(fā)明為逆高斯紋理復合高斯雜 波模型下距離擴展目標的最優(yōu)檢測器。
【附圖說明】
[0050] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0051] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種逆高斯紋理復合高斯雜波下距離擴展目標自適應 檢測方法的實現(xiàn)流程示意圖;
[0052] 圖2為在多種不同的雷達目標模型下,采用本發(fā)明得出的平均信雜比與雷達目標 檢測概率的關系曲線不意圖;
[0053]圖3為在不同紋理分量形狀參數(shù)下,采用本發(fā)明得出的平均信雜比與雷達目標檢 測概率的關系曲線不意圖;
[0054]圖4為在不同數(shù)量的輔助數(shù)據(jù)下,采用本發(fā)明得出的平均信雜比與雷達目標檢測 概率的關系曲線不意圖。
[0055]圖5為采用本發(fā)明與現(xiàn)有方法得出的平均信雜比與雷達目標檢測概率的關系曲線 示意圖。
【具體實施方式】
[0056]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0057] 本發(fā)明實施例提69斯紋理復合高斯雜波下距離擴展目標自適應檢測方法,用于寬 帶雷達體制下的雷達目標檢測,如圖1所示,所述方法包括如下步驟:
[0058]步驟1,建立雷達目標檢測的二元假設模型。
[0059]因為雷達目標有存在和不存在兩種可能,因此可以利用二元假設描述雷達目標檢 測問題;
[0060] <1>
[0061]其中,Ho表示無雷達目標存在;m表示有雷達目標存在;zk為待檢測信號,表示第k個距離單元的回波數(shù)據(jù),表示為zk=[zk(0),…,Zk(N-l)]T,N表示雷達發(fā)射脈沖數(shù);K表示雷 達目標分布的距離單元數(shù);nk為雜波信號;p為已知的導向矢量,
,L的范圍為1 <L<N,fd為目標的歸一化多普勒頻率;復矢 量ak為未知的確定參數(shù),反映目標和通道的極化特性;(·,表示轉置操作。
[0062]步驟2,采用球不變向量過程模型構建逆高斯紋理復合高斯雜波信號。
[0063] (2.1)高分辨率雷達雜波可以復合高斯模型描述,在一個雷達相干處理期間 (CPI),復合高斯模型會退化為球不變向量過程SIRP模型,因此根據(jù)球不變向量過程SIRP模 型構建雜波信號為;
[0064]
<2>
[0065]其中,A為第k個距離單元雜波的紋理分量;ck表示第k個距離單元的雜波的散斑分 量,是均值為零和協(xié)方差矩陣為M=S(CiCf)的復高斯向量,E( ·)表示取均值操作,(·)H表 示共輒轉置操作;
[0066] (2.2)假設紋理分量^服從逆高斯分布,即紋理分量Tk的概率密度函數(shù)為:
[0067] lκj <3>
[0068]其中,λ表示形狀參數(shù),μ表示尺度參數(shù)。
[0069]步驟3,采用廣義似然比得到逆高斯紋理復合高斯雜波下距離擴展目標自適應檢 測器。
[0070] (3.1)在有目標存在和無目標存在的假設下,根據(jù)式〈1>和式〈2>得到檢測信號Zk 的聯(lián)合概率密度函數(shù)為:
[0071]
[0072]
[0073]其中,| · |表示取方陣的行列式,R為雜波信號nk的協(xié)方差矩陣,表示為
[0074] (3.2)根據(jù)式〈3>、式〈4>和式〈5>,利用廣義似然比61^1'得到檢測規(guī)則:
[0075]
[0076] 其中,max表示取最大值操作,S表示不等式左邊大于右邊為目標存在出情況,不 等式左邊小于右邊為目標不存在Ho情況,γ表示檢測器的檢測門限;
[0077] (3.3)根據(jù)式〈6>估計未知參數(shù)€11{:
[0078] (3.3a)最大化式〈6>中的未知參數(shù)ak,即相當于最小化表示式:
[0079] L(〇k) = (zk-akp)HR_1(zk-akp) <7>
[0080] (3,3b)化簡式〈7>
[0081]
[0082] (3.3c)從式〈8>可知,式〈8>的值最小的時候,得到ak的估計值4為:
[0083] <9>
[0084](3 · 4)將式〈9>帶入到式〈6>,式〈6>化簡為:
[0085] <10>
[0086] (3.5)根據(jù)式〈3>、式〈4>和式〈5>,分別計算式〈10>左邊式子的分子和分母中的第1^ 個積分式。
[0087] (3.5a)根據(jù)式〈3>和式〈5>,式〈10>左邊式子的分子中的第k個積分式計算如下:
[0088]
[0089] (3.5b)令,式〈11>化簡為:
[0090]
[0091] (3.5c)利用第二類修正貝塞爾函數(shù)化簡式〈12>為:
[0092]
[0093]其中,Kv(x)表示v階第二類修正貝塞爾函數(shù);
[0094] (3.5d)同樣地,根據(jù)式〈3>和式〈4>,式〈10>左邊式子的分母中的第k個積分式計算 為:
[0095]
[0096] (3.6)根據(jù)式〈10>、式〈13>和式〈14>,得到檢測器
[0097]
[0098]其中:Kv(x)表示v階第二類修正貝塞爾函數(shù);
[0099] (3·7)采用歸一化樣本協(xié)方差矩陣NSCM估計方法從輔助數(shù)據(jù)uk,k=1,2,…,L中估 計得到雜波的協(xié)方差矩陣的估計值R
[0100] <16>
[0101]其中Uk為輔助數(shù)據(jù),表示第k個距離單元的純雜波數(shù)據(jù),表示為Uk=[Uk(0),"_,Uk(N-1) ]τ,N表示雷達發(fā)射脈沖數(shù),L為輔助數(shù)據(jù)的單元數(shù);
[0102](3.8)根據(jù)式〈15>和〈16>,得到自適應檢測器:
[0103]
[0104]步驟4,確定所述自適應檢測器的檢測門限。
[0105]利用蒙特卡洛實驗確定檢測器的檢測門限γ :
[0106] (4.1)設置仿真參數(shù),利用matlab仿真得到純雜波數(shù)據(jù),根據(jù)設置的虛警概率得到 實驗次數(shù)T,每次實驗生成新的仿真數(shù)據(jù),并將其帶入檢測器得到檢測統(tǒng)計量,將第t次實驗 得到的檢測統(tǒng)計量表示為Xt,t=l,2...,T;
[0107] (4.2)對得到的Τ個檢測統(tǒng)計量進行降序排列后取第100個檢測統(tǒng)計量作為檢測門 限γ。
[0108] 步驟5,獲取雷達回波數(shù)據(jù),并根據(jù)所述自適應檢測器確定所述雷達回波數(shù)據(jù)的檢 測統(tǒng)計量;
[0109] 步驟6,根據(jù)所述檢測統(tǒng)計量和所述檢測門限判定所述雷達回波數(shù)據(jù)中是否存在 距離擴展目標,若所述檢測統(tǒng)計量大于所述檢測門限,則判定所述雷達回波數(shù)據(jù)中存在距 離擴展目標;否則判定所述雷達回波數(shù)據(jù)中不存在距離擴展目標。
[0110] 本發(fā)明的效果可以通過以下仿真實驗進一步說明:
[0111] 1)仿真實驗條件:
[0112] 仿真實驗中,定義平均信雜比(A-SCR)的計算式為:
[0113]
[0114] 其中,μ=Ε(τ)表示雜波的平均功率,τ表示雜波的紋理分量;
[0115]仿真實驗中,設置雜波的散斑分量的協(xié)方差矩陣為M=pM,l<i
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