[发明专利]一种对失配子空间信号灵活控制的加权自适应检测器

说明书

本发明公开了一种对失配子空间信号灵活控制的加权自适应检测器。本发明首先利用待检测数据和训练样本形成对信号失配具有稳健特性的子空间自适应匹配滤波(SAMF)检测器；再利用待检测数据和训练样本形成对信号失配具有失配敏感特性的白化子空间正交抑制(W‑SABORT)检测器；然后利用SAMF检测器和W‑SABORT检测器构造加权检测器；最后根据加权检测器的统计特性及系统预设的虚警概率计算检测门限并进行门限比较，以判决目标是否存在。本发明设计的检测器能够根据系统需要调节加权系数的大小，以实现对失配子空间信号的稳健检测或者抑制；本发明设计的加权检测器具有具有恒虚警(CFAR)特性，无需额外的CFAR处理步骤；本发明设计的加权检测器无需把杂波抑制作为独立处理步骤，即可实现杂波抑制功能。

技术领域

本发明涉及子空间信号失配下的自适应检测，特别适用于多通道有源相控阵雷达。

背景技术

不论雷达技术如何发展，目标检测始终是雷达最基本和最重要的功能之一。相控阵雷达天线由多个发射阵元和接收阵元组成，通过对各发射阵元和接收阵元的相位控制即可实现波束扫描，克服了机械雷达只能靠机械旋转才能实现波束扫描的先天不足。相控阵雷达采用众多独立阵元对数据进行发射和接收，可获取多个空域通道信息，据此可通过后续的阵列信号处理技术大幅度提升雷达系统的作战效能。

对于相控阵雷达，目标信息通常可用一个表征目标回波强度的标量与一个表征目标方向信息的列向量(即导向矢量)的乘积表示，此类信号可称之为秩一信号。而在某些应用中，目标的信号导向矢量并非精确已知，而是位于特定子空间中，例如基于极化相控阵雷达的目标检测、直升机目标的检测、存在加速运动或机动的目标检测。可以看出，子空间信号是秩一信号的推广。

值得指出的是，实际环境中常常存在信号失配，阵元误差和干扰目标是导致信号失配的两种因素。对于由阵元误差导致的信号失配，一般希望检测器能够提供稳健的检测性能。而对于干扰信号导致的信号失配，则希望检测器能够具有失配敏感特性，即不把失配量过大的信号作为真正的目标信号。在实际应用中，选择具有稳健特性的检测器还是选择具有失配敏感特性的检测器，该问题取决于应用需求。例如，工作在警戒模式下的雷达，一般希望具有稳健检测特性的检测器；而对于工作在跟踪模式的雷达，则希望具有失配敏感特性的检测器。然而，常规检测器对失配信号的检测特性是固定的，要么具有稳健特性，要么具有失配敏感特性，或者处于折中状态。因此，常规检测器难以满足灵活多变的系统需求。

发明内容

本发明的目的在于解决存在信号失配时子空间信号检测的难题。

为了实现上述的发明目的，本发明提供了一种对失配子空间信号灵活控制的加权自适应检测器，包括以下技术步骤：

(1)利用待检测数据和训练样本形成对信号失配具有稳健特性的子空间自适应匹配滤波(SAMF)检测器；

(2)利用待检测数据和训练样本形成对信号失配具有失配敏感特性的白化子空间正交抑制(W-SABORT)检测器；

(3)利用SAMF检测器和W-SABORT检测器构造加权检测器；

(4)计算检测门限，进行检测门限比较，做出目标是否存在的判决。

本发明具有以下优点：

(1)本发明设计的检测器能够根据系统需要调节加权系数的大小，以实现对失配子空间信号的稳健检测或者抑制；

(2)本发明设计的加权检测器具有具有恒虚警(CFAR)特性，无需额外的CFAR处理步骤；

(3)本发明设计的加权检测器无需把杂波抑制作为独立处理步骤，即可实现杂波抑制功能。

附图说明

图1是本发明的实施例的结构框图，图中的SAMF检测器和W-SABORT检测器均可在通用可编程信号处理板上编程实现。

具体实施方式