[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

说明书

本发明涉及一种信号失配时的极化雷达加权扩展目标检测器与系统，其包括：首先利用待检测单元的目标信息构造信号矩阵，然后利用训练样本构造采样协方差矩阵，接着利用采样协方差矩阵对待检测数据和信号矩阵进行准白化，再利用准白化后的数据构造检测统计量，根据系统设定的虚警概率及检测统计量确定检测门限，最后比较检测统计量与检测门限的大小，若检测统计量小于检测门限，则判定目标不存在，若检测统计量大于等于检测门限，则判定目标存在。本发明设计的检测器对目标具有稳健检测特性，是一种一体化检测方法，无需独立的滤波和恒虚警处理步骤即可实现高效的目标检测。

技术领域

本发明涉及信号检测技术领域，尤其涉及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。

背景技术

极化是电磁波的固有属性。一种极化电磁波的分量含有水平极化分量、垂直极化分量和交叉极化分量。然而，常规雷达只能提供单一的极化电磁波分量信息。若能够充分利用电磁波的极化信息，则能够较大限度的提升雷达探测性能的发挥。随着雷达制造工艺的提升，雷达的各项性能指标均不断提高，其中，雷达的距离分辨力不断增强，相应的距离分辨率不断变小，雷达目标越容易呈现出扩展特性。

另一方面，雷达实际的工作环境中时长存在信号失配现象，即雷达波束指向方向与目标实际方向不一致。产生信号失配的原因主要有两方面，一是由于阵列误差、指向误差、目标机动等因素的影响。另一方面，从雷达接收波束的副瓣进入雷达接收机的干扰，由于功率原因强于微弱的目标回波信号，也会造成信号失配。对于第一种原因造成的信号失配，理想的目标检测器对失配信号具有稳健特性，即检测器的检测概率不随信号失配量的增加而降低。相反地，对于由第二类因素造成的信号失配，理想的目标检测器对失配信号具有失配敏感特性，即检测器的检测概率随着信号失配量的增加而迅速降低，即表现出失配敏感特性。

然而，对于失配信号的检测，现有的雷达目标检测器大都具有恒定的特性，不能同时满足对失配信号的稳健特性和失配敏感特性。

发明内容

为了克服现有极化雷达目标检测器对失配信号检测性能不佳问题，本发明提供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，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]，