基于角闪烁转发式假目标鉴别方法技术

本发明专利技术一种基于角闪烁转发式假目标鉴别方法，根据单脉冲比幅测角法，建立角闪烁统计模型，通过分析真目标与转发式假目标测角误差方差的差异，利用Neyman‑Pearson定理和广义似然比检验法(GLRT)进行正确的判别。本方法采用如下步骤实现：步骤一：根据单脉冲比幅测角建立角闪烁统计模型。步骤二：对角度观测数据进行参数估计，为进一步的目标检测做准备。步骤三：根据设定的虚警概率，得到检测门限，然后利用回波信号得到检测器输出，进行门限判决，最后得到检测结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于传统的雷达目标检测领域，具体涉及到当前在跟踪雷达体制下的抗有源欺骗式干扰检测技术。更进一步来说是基于真实目标为多馈源辐射而转发式假目标视为单点辐射源的前提，利用扩展目标角闪烁这一固有特性，通过分析真目标与转发式假目标测角误差方差的差异，提出了一种转发式假目标的检测方法。
技术介绍
随着新的电子干扰技术的迅猛发展，先进的电子干扰措施和装备不断涌现，导致现代雷达面临的工作电磁环境日趋复杂。特别是近年来迅猛发展基于数字射频存储器(DRFM)技术的转发式假目标干扰，具有真实目标相似的速度、航迹、波形特征等，在时、频和空域已难以分辨出真假目标，对现代监视和跟踪系统提出了严峻的考验。因此迫切需要提高雷达抗有源欺骗干扰相关技术。目标角闪烁表征了目标自身一种固有属性，是目标本身具有的特征信息。角闪烁效应是由于角分辨单元内多个散射点的位置、幅度和相位的相对变化引起的。飞机、导弹等目标可以视为扩展目标，能够产生角闪烁；而转发式假目标可视为点目标，所以并不存在角闪烁效应。本方法利用单脉冲比幅测角法对扩展目标的角闪烁进行了表征，对角闪烁引起的单脉冲比幅测角误差进行了理论推导，并从回波频谱畸变的角度对误差产生的物理本质进行了阐述；在此基础上，提出了一种基于广义似然比转发式假目标的鉴别方法。
技术实现思路
本方法针对基于数字射频存储器(DRFM)技术的有源欺骗式干扰，使得真目标和转发式假目标能够得到有效的鉴别。本方法的核心思想是：根据单脉冲比幅测角法，建立角闪烁统计模型，通过分析真目标与转发式假目标测角误差方差的差异，利用Neyman-Pearson定理和广义似然比检验法(GLRT)进行正确的判别。为实现上述目标检测过程，本方法采用如下步骤实现：步骤一：根据单脉冲比幅测角建立角闪烁统计模型根据角闪烁产生机理分析可知，在单个角分辨单元内存在单散射点和多散射点时测量角(方位角)的统计特性是不同的，可以利用测量角的统计特性进行检测，其根本依据是单个分辨单元内角闪烁误差。根据单脉冲比幅测角模型可知，观测噪声不失一般性，服从零均值高斯分布。根据文献【雷达目标特征信号】可知，角闪烁在一定情况下服从零均值高斯分布，本方法假设角闪烁引起的测角误差服从零均值高斯分布(在非零均值高斯情况下，可由仿真实验得检测算法依然成立)。因为角闪烁噪声与非角闪烁噪声相互独立，所以单脉冲比幅测角角度观测值服从高斯分布。设发射信号采用线性调频信号信号，得到N组角度测量矢量，记X＝[x1,x2,...,xN]T (1)因为各角度测量矢量相互独立，角度观测矢量的联合概率密度函数为 f ( x 1 , x 2 , ... , x N ) = Π i = 1 N 1 2 π σ N exp [ - ( x i - x ‾ ) 2 2 σ N 2 ] - - - ( 2 ) ]]>由上述推导可知，转发式假目标假设检验问题表述如下 f ( x 1 , x 2 , ... , x N | H 0 ) = Π i = 1 N 1 2 π σ 0 exp [ - ( x i - x ‾ ) 2 2 σ 0 2 ] - - - ( 3 ) ]]> f ( x 1 , x 2 , ... , x N | H 1 ) = Π i = 1 N 1 2 π σ 1 exp [ - 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于角闪烁转发式假目标鉴别方法，其特征在于，实现步骤如下：步骤一：根据单脉冲比幅测角建立角闪烁统计模型假设角闪烁引起的测角误差服从零均值高斯分布；因为角闪烁噪声与非角闪烁噪声相互独立，所以单脉冲比幅测角角度观测值服从高斯分布；设发射信号采用线性调频信号信号，得到N组角度测量矢量，记X＝[x1,x2,...,xN]T   (1)因为各角度测量矢量相互独立，角度观测矢量的联合概率密度函数为f(x1,x2,...,xN)=Πi=1N12πσNexp[-(xi-x‾)22σN2]---(2)]]>由上述式(1)和(2)可知，转发式假目标假设检验问题表述如下f(x1,x2,...,xN|H0)=Πi=1N12πσ0exp[-(xi-x‾)22σ02]---(3)]]>f(x1,x2,...,xN|H1)=Πi=1N12πσ1exp[-(xi-x‾)22σ12]---(4)]]>H0代表转发式假目标，角度分辨单元内只存在一个散射点；H1代表真目标，角分辨单元内存在多散射点；σ02表示在H0情况下单散射点测角方差；σ12表示在H1情况下多散射点测角方差，表示测角均值；对于单脉冲比幅测角误差分析可得σ02=θB22nkm2SNR---(5)]]>其中，脉冲雷达天线波束宽度为θB；km为单脉冲斜率，单位是伏特；SNR为信噪比；n为脉冲数；步骤二：对角度观测数据进行参数估计，为进一步的目标检测做准备；参数估计的方法如下：在H0情况使得式(3)的值达到最大的估计的为其最大似然估计且有x‾^=Σi=1NxiN---(6)]]>步骤三：根据在H0和H1条件下的角度观测值数据，由前面得到的联合概率密度函数式(3)和式(4)及似然比准则，得到L(x1,x2,...,xN)=f(x1,x2,...,xN|H0)f(x1,x2,...,xN|H1)=σ0Nσ1Nexp[Σi=1N(xi-x‾)2(12σ02-12σ12)]---(7)]]>记检测统计量因为可知根据式(7)将检测方法表示为其中，Y为检测统计量，y为统计量的观测值，λ为检测门限，检测门限值根据Neyman‑Pearson准则确定，即根据虚警概率计算门限值；虚警概率Pf定义为在H0情况下判别H1的概率，检测概率PD定义为在H1情况下判别H1的概率；在H0情况下，根据式(2)可知为N个标准正态分布的平方和，服从N‑1个自由度的χ方分布，即记则虚警概率Pf表示为Pf=P(Yσ02>λ1|H0)=12(N-1)/2Γ(N-12)∫λ1+∞yN-12-1e-y2dy---(9)]]>根据式(9)，在给定Pf的条件下，λ1查相应χ方分布表格获得，所以检测方法式(8)中的门限λ为λ＝λ1(Pf)σ02   (10)所以，检测概率为PD=P(Y>λ|H1)=12(N-1)/2Γ(N-12)∫λ+∞yN-12-1e-y2dy---(11)]]>最终的检测方法为...

【技术特征摘要】
1.基于角闪烁转发式假目标鉴别方法，其特征在于，实现步骤如下：步骤一：根据单脉冲比幅测角建立角闪烁统计模型假设角闪烁引起的测角误差服从零均值高斯分布；因为角闪烁噪声与非角闪烁噪声相互独立，所以单脉冲比幅测角角度观测值服从高斯分布；设发射信号采用线性调频信号信号，得到N组角度测量矢量，记X＝[x1,x2,...,xN]T (1)因为各角度测量矢量相互独立，角度观测矢量的联合概率密度函数为 f ( x 1 , x 2 , ... , x N ) = Π i = 1 N 1 2 π σ N exp [ - ( x i - x ‾ ) 2 2 σ N 2 ] - - - ( 2 ) ]]>由上述式(1)和(2)可知，转发式假目标假设检验问题表述如下 f ( x 1 , x 2 , ... , x N | H 0 ) = Π i = 1 N 1 2 π σ 0 exp [ - ( x i - x ‾ ) 2 2 σ 0 2 ] - - - ( 3 ) ]]> f ( x 1 , x 2 , ... , x N | H 1 ) = Π i = 1 N 1 2 π σ 1 exp [ - ( x i - x ‾ ) 2 2 σ 1 2 ] - - - ( 4 ) ]]>H0代表转发式假目标，角度分辨单元内只存在一个散射点；H1代表真目标，角分辨单元内存在多散射点；σ02表示在H0情况下单散射点测角方差；σ12表示在H1情况下多散射点测角方差，表示测角均值；对于单脉冲比幅测角误差分析可得 σ 0 2 = θ B 2 2 nk m 2 S N R - - - ( 5 ) ]]>其中，脉冲雷达天线波束宽度为θB；km为单脉冲斜率，单位是伏特；SNR为信噪比；n为脉冲数；步骤二：对角度观测数据进行参数估计，为进一步的目标检测做准备；参数估计的方法如下：在H0情况使得式(3)的值达到最大的估计的为其最大似然估计且有 x ‾ ^ = Σ i = 1 N x i N - - - ( 6 ) ]]>步骤三：根据在H0和H1条件下的角度观测值数据，由前面得到的联合概率密度函数式(3)和式(4)及似然比准则，得到 L ( x 1 , x 2 , ... , x ...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾小峰，赵锋，刘进，王俊杰，杨建华，肖顺平，傅其祥，顾赵宇，徐振海，李永祯，潘小义，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43