[发明专利]一种用于扩展目标检测的发射接收稳健设计方法

说明书

该发明公开了一种用于扩展目标检测的发射接收稳健设计方法，用于扩展目标检测的发射接收稳健设计方法。本发明构造了一种无关目标回波的干扰形式，且假设干扰信息不确定，提出了一种对抗不确定干扰的雷达发射接收稳健设计方法，从而增强了系统对复杂环境的适应能力，提高了雷达在强无关目标回波干扰下的检测性能；本发明提出了一种高效的序列迭代优化算法，其在每步迭代中涉及两个分别求解s和w的max‑min稳健问题，基于矩阵相容范数的运算性质，可分析稳健问题的不确定度，将其化为常规的最大化问题，并借助MVDR和丁克尔巴赫方法高效求解，其能实现快速显著的优化效果，使实时的自适应稳健设计成为可能。

技术领域

本发明用于扩展目标检测的发射接收稳健设计方法

背景技术

宽带雷达系统中，若目标的物理尺寸L使得c/2L与雷达带宽B大小相当，则目标回波不再是仅有延时和多普勒频移的单频信号，而包含了不同的频率响应，可看成多个连续点目标回波在一定扩展区域的叠加，故称此类目标为扩展目标，一般考虑目标回波由发射信号经过一个因果冲激响应h(t)得到，成为目标脉冲响应(TIR)。

信号相关干扰环境下的扩展目标检测中，利用先验已知的TIR和环境信息自适应地进行发射序列和接收滤波器的最优设计，能有效抑制环境中的干扰成分，最大化目标回波的输出功率，从而极大地提高雷达系统的检测能力。然而，实际中由于雷达对目标或干扰方向角的敏感性，系统对TIR和干扰信息的估计往往不准确，这势必会恶化最优设计的检测性能，故考虑先验信息不确定度的稳健设计尤为重要。文献“Karbasi S M,Aubry A,DeMaio A,et al..Robust Transmit Code and Receive Filter Design for ExtendedTargets in Clutter[J].IEEE Transactions on Signal Processing,2015,63(8):1965－1976.”假设杂波干扰信息精确已知，而TIR向量h在球形不确定集中取值，满足二次不确定约束，基于恒模约束，其提出了一种稳健的发射接收联合设计方法。该方法考虑杂波干扰场景，不适用于无关目标回波干扰的场景，且未考虑环境信息的不确定性；问题求解借助于半正定松弛(Semi-Definite Relaxation,SDR)类算法，计算复杂度高，不能实现实时的稳健设计。

发明内容

针对强无关目标回波干扰环境下的扩展目标检测问题，本发明提出了一种对抗不确定干扰信息的发射接收稳健设计方法，以提高雷达在最差情况下的检测能力。考虑干扰脉冲响应矩阵满足二次不确定约束，本发明在恒模约束下构造稳健设计优化问题，并提出了一种序列迭代优化算法，每步迭代中都涉及两个求解序列s和滤波器w的max-min稳健问题，分别可利用MVDR理论和丁克尔巴赫(Dinkelbach)方法求解高效求解。

本发明首先建立扩展目标信号模型并推导目标函数，然后分析干扰信息的不确定性并构造稳健设计优化问题，最后完成该优化问题的求解。因而本发明的技术方案是：一种用于扩展目标检测的发射接收稳健设计方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：针对强无关目标回波干扰环境下的扩展目标检测，设单基地雷达发射长度为N的序列s，接收信号为：

y＝α_th*s+α_cc*s+n