[发明专利]非均匀环境中极化雷达扩展目标自适应检测方法与系统

权利要求书

1.非均匀环境中极化雷达扩展目标自适应检测方法，其特征在于，包括：

步骤1：确定待检测数据矩阵、训练样本矩阵和信号矩阵；

步骤2：计算检测统计量；

步骤3：确定检测门限；

步骤4：比较所述检测统计量与所述检测门限的大小，若检测统计量小于检测门限，则判决目标不存在，若检测统计量大于等于检测门限，则判决目标存在；

所述步骤1中，检测数据矩阵、训练样本矩阵和信号矩阵分别为

X＝[x₁,x₂,…,x_K]，Y＝[y₁,y₂,…,y_L]，和

式中，K为待检测目标的扩展维数，x_k的维数为3N×1，N为每个极化通道的雷达阵元数，k＝1,2,…,K，y_l为待检测数据附近第l个训练样本，其维数为3N×1，l＝1,2,…,L，L为训练样本个数，I₃为3×3维单位矩阵，表示Kroneck积，N×1维列向量a(θ)具有表达式

式中，d为雷达阵元间距，λ为雷达发射信号的波长，θ为目标与雷达阵面法线之间的夹角，(·)^T表示转置；

所述步骤2中，检测统计量为：

式中，I_K表示K×K维单位阵，tr(·)表示矩阵的迹，矩阵A的表达式为：A＝X^HS^-1X，矩阵B的表达式为：B＝X^HS^-1H(H^HS^-1H)^-1H^HS^-1X，物理量为下述方程的唯一解

式中，λ_k为矩阵A的第k个非零特征值，k＝1,2,…,r₀，r₀为3N和K中较小的数；

在矩阵A与矩阵B的表达式中，上标(·)^H表示共轭转置，X为3N×K维待检测数据矩阵，矩阵S的表达式为

S＝YY^H。

2.根据权利要求1所述的非均匀环境中极化雷达扩展目标自适应检测方法，其特征在于，所述步骤4中的检测门限为：

η＝t(n_*)

式中，M为蒙特卡洛仿真次数，μ为系统设定的虚警概率值，为取整操作，t(i)为序列由大到小排列第i个最大值，X(k)为仅含杂波及噪声分量的待检测数据矩阵的第k次实现，k＝1,2,…,M，R为杂波加噪声协方差矩阵。

3.根据权利要求2所述的非均匀环境中极化雷达扩展目标自适应检测方法，其特征在于，所述步骤4中比较检测统计量和检测门限的大小分下述两种情况进行判定：

若检测统计量Detector大于等于检测门限η，则判定目标存在；

若检测统计量Detector小于检测门限η，则判定目标不存在。

4.应用于权利要求1-3任意一项所述检测方法的非均匀环境中极化雷达扩展目标自适应检测系统，其特征在于，包括：

数据矩阵构造模块，所述数据矩阵构造模块，用于构造待检测数据矩阵、训练样本矩阵和信号矩阵；

检测统计量构造模块，所述检测统计量构造模块，用于利用待检测数据矩阵、训练样本矩阵和信号矩阵构造检测统计量；

检测门限计算模块，所述检测门限计算模块，用于利用系统设定的虚警概率及检测统计量确定检测门限；

目标判决模块，所述目标判决模块，用于比较检测统计量与检测门限之间的大小，若检测统计量大于检测门限，则判决目标存在，反之则判决目标不存在。