[发明专利]不需要辅助通道数据的距离扩展目标恒虚警检测器

说明书

本发明公开了一种距离扩展目标恒虚警检测方法，该技术属于雷达信号处理领域。现有的高分辨率雷达距离扩展目标检测方法都需要有统计性能良好的辅助通道数据来估计主通道观测数据的杂波协方差矩阵。本发明不需要上述辅助通道数据，直接采用待检测的主通道数据来估计非高斯杂波的功率水平，形成对杂波的功率水平具有真正恒虚警能力的检测统计量。该方法具有在非高斯强杂波中检测微弱目标的能力，并且检测概率对目标的RCS起伏不敏感，特别适合在非均匀的非高斯杂波环境中使用，具有推广应用价值。

一、技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域中的一种高分辨率雷达距离扩展目标恒虚警检测方法，适用于各种高分辨率的成像侦察和预警雷达的信号处理系统。

二、背景技术

高分辨率雷达由于采用了脉冲压缩技术或频率捷变技术，雷达发射信号具有很大的时宽带宽积，使得雷达在距离向上获得了高分辨的能力，此时舰船、飞机等目标的尺寸远大于高分辨率雷达的距离分辨单元，目标的散射回波信号不再是仅仅只占据一个距离分辨单元的“点目标”，而是分布在不同的径向距离分辨单元中，形成“距离扩展目标”。即目标的多个强散射中心的后向散射分布在不同的径向距离单元中，传统的低分辨雷达的点目标检测方法对高分辨雷达距离扩展目标的检测不再适用，解决高分辨率条件下的距离扩展目标检测问题，充分发挥高分辨率雷达宽带和高距离分辨率的优势，对探测隐身和低空突防目标具有重要的实用价值。

在现有的高分辨率雷达距离扩展目标检测技术中，都假设能够获得统计性能良好的辅助通道数据用来估计主通道观测数据的杂波协方差矩阵，并且要求该辅助通道数据要满足以下要求：(1)不包含待检测的距离扩展目标的信号；(2)与主通道观测数据中的杂波具有相同的统计特征；(3)用该辅助通道数据所给出的主通道的杂波协方差矩阵的估计不能出现秩亏缺情况，即所得到的估计矩阵是满秩的，非奇异的。然而在某些实际应用中，例如机载预警(AEW)雷达对陆地对海侦察中，经常会遭遇到非均匀的杂波背景或者是杂波边缘情况的出现，辅助通道数据很难同时都满足上述要求，此时用辅助通道数据对主通道的杂波协方差矩阵估计会出现严重错误，导致雷达接收机不能以恒定的虚警率正常工作，制约了雷达技战术性能的正常发挥。

三、发明内容

1.要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种不需要辅助通道数据的距离扩展目标恒虚警检测方法，该方法不需要辅助通道数据，通过将主通道的观测数据向距离扩展目标所在的信号子空间的正交补空间上投影，来估计主通道观测数据中的、经过杂波分组后的每组杂波的功率水平，用这一估计值来构成对杂波的功率水平具有真正恒虚警(CFAR)能力的自适应修正广义似然比(GLRT)距离扩展目标检测器。该检测器由于不需要辅助通道数据，因而结构简单，且易于实现。

2.技术方案

本发明所述的不需要辅助通道数据的距离扩展目标恒虚警检测器，包括以下技术措施：首先对非高斯杂波进行杂波分组，以去除高分辨率雷达杂波“纹理”分量在空间上的相关性；然后采用子空间估计理论，将主通道的观测数据向信号子空间的正交补空间上投影，来估计主通道观测数据中的、经过杂波分组后的每组杂波的功率水平，最后用该杂波功率水平的估计构造自适应修正距离扩展目标检测器，形成检测统计量，将其与给定虚警概率下的检测门限进行比较，如果其超过检测门限，判决为存在目标信号，否则判决为没有目标信号。

3.有益效果

本发明相比背景技术具有如下的优点：

(1)所采用的距离扩展目标检测器不需要辅助通道数据；

(2)所采用的距离扩展目标检测器对杂波的功率水平具有真正CFAR能力；

(3)该距离扩展目标检测器在非高斯杂波中有效；

(4)该检测器具有在强杂波中检测微弱目标的能力；

(5)该检测器的检测概率对目标的RCS起伏不敏感。