部分均匀环境中对方位扰动和多普勒扰动稳健的检测器制造技术

本发明专利技术公开了部分均匀环境中对方位扰动和多普勒扰动稳健的检测器。本发明专利技术首先利用相控阵雷达各空域通道接收回波数据，再选择信号基矩阵，形成采样协方差矩阵，并利用采样协方差矩阵构造杂波抑制矩阵，对待检测数据进行杂波抑制，利用信号基矩阵对杂波抑制后的待检测数据进行信号积累，然后利用信号积累后数据计算最强能量，对杂波抑制后的待检测数据进行总能量计算，用最强能量除以总能量，以实现归一化处理，形成检测统计量，最后计算检测门限并进行门限比较，判决目标是否存在。本发明专利技术设计的检测器能够实现目标存在方向扰动和多普勒扰动时的稳健检测，并在部分均匀环境中具有CFAR特性，无需额外的CFAR处理步骤。

Robust Detector for Azimuth Disturbance and Doppler Disturbance in Partially Uniform Environment

The invention discloses a robust detector for azimuth disturbance and Doppler disturbance in partial uniform environment. The method firstly receives echo data by each space channel of phased array radar, then chooses the signal base matrix to form the sampling covariance matrix, and uses the sampling covariance matrix to construct the clutter suppression matrix, treats the detection data as clutter suppression, uses the signal base matrix to accumulate the detected data after clutter suppression, and then calculates the strongest data after signal accumulation. Energy is used to calculate the total energy of the data to be detected after clutter suppression. The strongest energy is divided by the total energy to achieve normalization and form detection statistics. Finally, the detection threshold is calculated and compared to determine whether the target exists. The detector designed by the invention can realize robust detection when the target has direction disturbance and Doppler disturbance, and has CFAR characteristics in partial uniform environment without additional CFAR processing steps.

【技术实现步骤摘要】
部分均匀环境中对方位扰动和多普勒扰动稳健的检测器
本专利技术涉及多通道信号自适应检测问题，特别适用于多通道有源相控阵雷达。
技术介绍
相控阵雷达采用多个阵元同时对雷达反射回波进行接收，雷达接收数据呈现出多通道结构特定。与以抛物面天线为代表的传统单通道雷达相比，相控阵雷达利用多个接收通道的数据，采用合理的信号处理技术，可大幅度提升雷达系统的作战效能。然而，雷达杂波的存在，使得目标检测变得困难。雷达杂波的随机特性导致其统计特性通常未知。为了消除雷达杂波，需要一定数量的训练样本，以估计待检测数据中杂波统计特性。通常假设训练样本与待检测单元具有相同的统计特性，即数据处于均匀环境。但是由于地形的复杂多变，实际环境中的雷达数据往往呈现出非均匀特性。部分均匀环境是非均匀模型中的一种常见模型，具体指的是待检测数据和训练样本数据具有相同的协方差矩阵结构，但具有未知的功率失配。对于相控阵雷达，天线的阵元误差总是存在，这往往导致目标方向信息难以精确一致，即：目标存在空域导向矢量失配。此外，由于目标的不规则运动，例如机动或者加速运动，使得目标的多普勒信息存在扰动，进而导致目标的时域导向矢量失配。子空间信号模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.部分均匀环境中对方位扰动和多普勒扰动稳健的检测器，包括以下技术步骤：(1)利用相控阵雷达各空域通道接收回波数据；(2)选择信号基矩阵；(3)形成采样协方差矩阵；(4)利用采样协方差矩阵构造杂波抑制矩阵，并对待检测数据进行杂波抑制；(5)利用信号基矩阵对杂波抑制后的待检测数据进行信号积累；(6)利用信号积累后数据计算最强能量；(7)对杂波抑制后的待检测数据进行总能量计算；(8)用最强能量除以总能量，实现归一化处理，形成检测统计量；(9)计算检测门限并进行门限比较，若检测统计量大于门限则判决存在目标，否则判决不存在目标。

【技术特征摘要】
1.部分均匀环境中对方位扰动和多普勒扰动稳健的检测器，包括以下技术步骤：(1)利用相控阵雷达各空域通道接收回波数据；(2)选择信号基矩阵；(3)形成采样协方差矩阵；(4)利用采样协方差矩阵构造杂波抑制矩阵，并对待检测数据进行杂波抑制；(5)利用信号基矩阵对杂波抑制后的待检测数据进行信号积累；(6)利用信号积累后数据计算最强能量；(7)对杂波抑制后的待检测数据进行总能量计算；(8)用最强能量除以总能量，实现归一化处理，形成检测统计量；(9)计算检测门限并进行门限比较，若检测统计量大于门限则判决存在目标，否则判决不存在目标。2.根据权利要求1所述的部分均匀环境中对方位扰动和多普勒扰动稳健的检测器，其特征在于步骤(1)中的利用相控阵雷达各空域通道接收回波数据包括待检测单元的数据和训练样本数据，其中，待检测单元数据用N×K维矩阵X表示，N为相控阵雷达天线的阵元数，K为每个阵元在一个相干处理间隔内接收到的脉冲数；假设有L个训练样本数据，则l个训练样本用N×1维列向量表示为xl。3.根据权利要求1所述的部分均匀环境中对方位扰动和多普勒扰动稳健的检测器，其特征在于步骤(2)中的选择信号基矩阵分别通过下面两个式子实现：其中，为雷达系统的归一化波束指向，为雷达当前多普勒滤波器的归一化多普勒频率，对于给定的阵元数N和脉冲数K，空域信号子空间的维数p和时域信号子空间的维数q分别选取为和其中为向上取整操作。4.根据权利要求1所述的部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维建，段克清，王永良，杜庆磊，谢文冲，唐瑭，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军预警学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42