[发明专利]一种信号失配时的极化雷达加权扩展目标检测方法与系统

权利要求书

1.一种信号失配时的极化雷达加权扩展目标检测方法，其特征在于,包括以下步骤：

步骤S1，构建信号矩阵、待检测数据矩阵和训练样本矩阵；

步骤S2，利用所述训练样本矩阵构建采样协方差矩阵；

步骤S3，利用所述采样协方差矩阵构建白化矩阵；

步骤S4，利用所述白化矩阵对所述待检测数据和所述信号矩阵进行白化；

步骤S5,利用所述白化后的待检测数据矩阵和所述白化后的信号矩阵构建中间变量矩阵；

步骤S6，计算所述中间变量矩阵的最大特征值和行列式；

步骤S7，确定加权系数；

步骤S8，利用所述中间变量矩阵的最大特征值和行列式，以及加权系数构建检测统计量；

步骤S9，根据系统设定的虚警概率以及所述检测统计量确定检测门限值；

步骤S10，比较所述检测统计量与所述检测门限的大小，判定目标是否存在；

所述步骤S1中，所述信号矩阵设为H，所述待检测数据矩阵设为X，X＝[x₁,x₂,…,x_K]，所述训练样本矩阵设为Y，Y＝[y₁,y₂,…,y_L]，

式中，I₃为3×3维对角矩阵，s(θ)为目标的信号导向矢量，其中，j表示虚数，d为天线阵元间距，γ为雷达发射信号波长，θ为目标方向与雷达阵列法线的夹角，M为雷达天线阵元数，上标(·)^T表示转置，x₁,x₂,…,x_K为扩展目标占据的K个距离单元的回波数据,y₁,y₂,…,y_L为L个训练样本数据；

所述步骤S2中，利用所述训练样本构建的所述采样协方差矩阵设为S，S＝YY^H，

式中，上标(·)^H表示共轭转置；

所述步骤S3中，利用所述采样协方差矩阵构建的所述白化矩阵设为D，D＝UL^-1/2U^H

式中，ULU^H为采样协方差矩阵S的特征值分解，U为S的特征矩阵，L＝diag(λ₁,λ₂,…,λ_N)为对角矩阵，λ₁,λ₂,…,λ_N为S的N个特征值，N＝3M，M为雷达天线阵元数；

所述步骤S4中，利用所述白化矩阵对所述待检测数据和所述信号矩阵进行白化通过下面两个等式实现，其中，所述白化后的待检测数据设为所述白化后的信号矩阵设为

所述步骤S5中，利用所述白化后的待检测数据矩阵和所述白化后的信号矩阵构建的中间变量矩阵包括:第一中间变量矩阵E，设定第二中间变量矩阵F，设定第三中间变量矩阵G，设定G＝E-F，第四中间变量矩阵J，设定J＝F(I_K+E)^-1，式中，上标(·)^-1表示矩阵的逆；

所述步骤S6中，计算所述中间变量矩阵的最大特征值和行列式，

t₁＝λ_max(E)

t₂＝λ_max(J)

和

t₃＝|I_K+G|

式中，t₁表示所述第一中间变量矩阵的最大特征值，t₂表示所述第四中间变量矩阵的最大特征值，t₃表示矩阵I_K+G的行列式；

所述步骤S7中，确定加权系数分以下两种情况进行，

若需要对信号失配具有稳健特性的检测器，则0≤α＜0.5；

若需要对信号失配具有敏感特性的检测器，则0.5≤α≤1；

所述步骤S8中，利用所述中间变量矩阵的最大特征值和行列式，以及加权系数构造的检测统计量为Detector,设定