[发明专利]基于奈曼皮尔逊准则量化的多站雷达信号融合检测方法

摘要

本发明属于雷达技术领域，公开了一种基于奈曼皮尔逊准则量化的多站雷达信号融合检测方法，包括：设置多站雷达系统包括一个信号融合检测中心和N个雷达站；确定每个雷达站对接收到的回波信号的量化位数b，得到量化区间个数M＝2^b；给定信号融合检测中心的虚警概率，确定N个雷达站的量化门限；N个雷达站根据各自对应的量化门限对回波信号进行量化，并将量化后对应的标号传输至信号融合检测中心；信号融合检测中心根据虚警概率、N个雷达站对回波信号进行量化后对应的标号，对目标进行检测；降低雷达站回波信号传输至信号融合中心时所需的通信带宽。

主权项

1.一种基于奈曼皮尔逊准则量化的多站雷达信号融合检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，设置多站雷达系统，所述多站雷达系统包括一个信号融合检测中心和N个雷达站；步骤2，确定每个雷达站对接收到的回波信号的量化位数分别为b，并根据量化位数b得到量化区间个数M，M＝2^b，将每个量化区间对应的标号分别表示为m，m＝0，1，2，…，M‑1；所述量化位数b满足：1≤b＜C_h/f_s；其中，C_h为每个雷达站与信号融合检测中心之间的最大通信带宽，f_s为每个雷达站的最高采样频率；步骤3，给定信号融合检测中心的虚警概率，根据所述虚警概率和所述量化区间个数确定N个雷达站各自对应的量化门限；其中，步骤3具体包括如下子步骤：(3a)对于N个雷达站，分别将第i个雷达站接收到的回波信号记为x_i，将第i个雷达站接收到的回波信号的信噪比记为λ_i，将第i个雷达站接收到的回波信号的检验统计量记为y_i＝x_i/μ_i；其中，μ_i为第i个雷达站的噪声功率，i＝1，2，…，N；(3b)将第i个雷达站的M‑1个量化门限依次记为T_i，1，T_i，2，…，T_i，m，…，T_i，M‑1，则第i个雷达站的第m个量化区间对应的先验概率表达式为：其中，v_i表示第i个雷达站接收到的回波信号的检验统计量y_i量化后对应的标号，H₁表示假设目标存在，H₀表示假设没有目标，P(·)表示概率值，exp表示指数函数；P(v_i＝m|H₁)表示假设目标存在的条件下，第i个雷达站接收到的回波信号的检验统计量y_i量化后对应的标号v_i＝m的概率；P(v_i＝m|H₀)表示假设没有目标的条件下，第i个雷达站接收到的回波信号的检验统计量y_i量化后对应的标号v_i＝m的概率；m＝0，1，2，…，M‑1；(3c)令量化区间对应的标号m＝0，1，2，…，M‑1，从而得到第i个雷达站的M个量化区间对应的先验概率表达式；令i＝1，2，…，N，从而得到N个雷达站分别对应的M个量化区间的先验概率表达式；(3d)根据N个雷达站分别对应的M个量化区间的先验概率表达式，得到信号融合检测中心的似然比的表达式L(v₁，v₂，…，v_N)为：其中，m＝0，1，2，…，M‑1，对于任意一个雷达站，其量化区间对应的先验概率表达式有M种可能性，从而信号融合检测中心的似然比有M^N种可能性，П表示连乘符号；(3e)根据所述信号融合检测中心的似然比表达式、所述信号融合检测中心的虚警概率，分别计算得到似然比门限值t和似然比门限值对应的概率值α：其中，表示对满足信号融合检测中心的似然比超过似然比门限值t的所有组合进行求和；(3f)根据所述信号融合检测中心的似然比、所述似然比门限值和所述似然比门限值对应的概率值，得到信号融合检测中心的检测概率P_d：(3g)以最大化所述信号融合检测中心的检测概率为准则，构建求解N个雷达站分别对应的M‑1个量化门限T_i，1，T_i，2，…，T_i，M‑1的优化模型：s.t.0＜T_i，1＜…＜T_i，M‑1，i＝1，…，N其中，f(P_d)为检测概率P_d的函数以保证最小化函数f(P_d)等价于最大化检测概率P_d；(3h)求解所述优化模型，得到N个雷达站分别对应的M‑1个量化门限T_i，1，T_i，2，…，T_i，M‑1，i＝1，2，…，N；步骤4，N个雷达站根据各自对应的量化门限对各自接收到的回波信号分别进行量化，并将量化后对应的标号分别传输至信号融合检测中心；步骤5，所述信号融合检测中心根据所述虚警概率、N个雷达站对回波信号进行量化后对应的标号，对目标进行检测，进而获知N个雷达站接收到的回波信号中是否存在目标。