基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法及系统，该方法包括如下步骤：S1：构建FDA雷达的发射端结构和接收端结构；S2：根据预设频率增量计算发射端的阵元发射信号；S3：根据阵元发射信号得到接收端的目标回波信号，并得到目标所在距离门的信号数据；S4：根据信号数据构建最大似然检测模型，并得到所述检测模型的虚警概率和目标的检测概率；S5：根据检测概率，建立优化模型，将优化的参数用于下一次发射，提高杂波中静止目标的检测概率。本发明专利技术在不改变总发射功率的前提下，可以有效提高杂波中静止目标的检测性能，能够有效解决杂波中静止目标的检测问题。有效解决杂波中静止目标的检测问题。有效解决杂波中静止目标的检测问题。

【技术实现步骤摘要】
基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及雷达信号处理
，尤其涉及一种基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法及系统。

技术介绍

[0002]频率分集阵列(Frequency Diverse Array，FDA)是一种新兴的阵列体制，最早是由Antonik和Wicks于2006年提出。不同于相控阵雷达，FDA雷达可以通过改变每个阵元的发射频率来实现新的系统功能。FDA阵列发射的多载频信号给目标的检测与参数估计带来了新的优势。
[0003]目前，如何从杂波中检测出目标一直是雷达目标检测领域的一个难点，对于传统多普勒雷达来说，通常利用目标与杂波在多普勒的不同来检测目标。然而这种方法对于静止目标失效，因为静止目标和杂波没有多普勒差异。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法及系统，以解决如何有效解决杂波中静止目标检测的技术问题。
[0005]本专利技术的目的是采用以下技术方案实现的：基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法，包括如下步骤：
[0006]S1：构建FDA雷达的发射端结构和接收端结构；
[0007]S2：根据预设频率增量计算发射端的阵元发射信号；
[0008]S3：根据阵元发射信号得到接收端的目标回波信号，并得到目标所在距离门的信号数据；
[0009]S4：根据信号数据构建最大似然检测模型，并得到所述检测模型的虚警概率和目标的检测概率；/>[0010]S5：根据检测概率，建立优化模型，将优化的参数用于下一次发射，提高杂波中静止目标的检测概率。
[0011]进一步的，步骤S1具体为：预设FDA雷达的发射端阵元数，并根据发射信号的中心频率设置发射端阵元与接收端阵元的阵元间距。
[0012]进一步的，步骤S2包括如下子步骤：
[0013]S21：根据预设频率增量计算发射端的阵元载频；
[0014]S22：根据阵元载频计算发射端阵元发射信号。
[0015]进一步的，所述根据预设频率增量计算发射端的阵元载频的计算公式为：f
m
＝f0+mΔf，其中，f
m
为发射端中第m个阵元载频，Δf是频偏。
[0016]进一步的，所述根据阵元载频计算发射端阵元发射信号的计算公式为：其中，s
m
(t)为发射端第m个阵元的发射信号，φ
m
(t)为发射端
第m个阵元发射的基带信号，j为虚数，e、π均为常数，t为时间变量。
[0017]进一步的，步骤S3包括如下子步骤：
[0018]S31：根据阵元发射信号计算接收端接收到的目标回波信号；
[0019]S32：对目标回波信号进行多通道混频与匹配滤波，得到目标所在距离门的信号数据。
[0020]进一步的，步骤S4包括如下子步骤：
[0021]S41：建立二元假设模型：其中H0和H1分别表示没有目标和有目标的假设；
[0022]S42：根据信号数据计算采样协方差矩阵；
[0023]S43：根据采样协方差矩阵，计算未知参数的最大似然估计量；
[0024]S44：建立最大似然检测模型。
[0025]进一步的，步骤S4还包括如下子步骤：
[0026]S45：提取最大似然估计量代入最大似然检测模型中得到检测统计量、虚警概率和目标的检测概率。
[0027]进一步的，步骤S5包括如下子步骤：
[0028]S51：根据目标的检测概率，建立自适应优化发射功率分配模型；
[0029]S52：将优化的参数用于下一次的发射，提高杂波中静止目标的检测概率。
[0030]基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测系统，包括FDA雷达构建模块、计算模块、最大似然检测模型构建模块和优化模型构建模块，所述FDA雷达构建模块用以构建FDA雷达的发射端结构和接收端结构；所述计算模块用以根据预设频率增量计算发射端的阵元发射信号，并根据阵元发射信号得到接收端的目标回波信号，并得到目标所在距离门的信号数据；所述最大似然检测模型构建模块用以根据信号数据构建最大似然检测模型，并得到所述检测模型的虚警概率和目标的检测概率；所述优化模型构建模块用以根据检测概率，建立优化模型，将优化的参数用于下一次发射，提高杂波中静止目标的检测概率。
[0031]本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过构建FDA雷达的发射端阵列与接收机，并通过预设频率增量计算发射端阵列的阵元发射信号，根据得到的发射端阵列的阵元发射信号计算接收端的目标回波信号，并得到目标所在距离门的信号数据，利用信号数据得到目标响应矢量和杂波协方差矩阵的估计，利用这些估计量构建最大似然检测器，并得到检验统计量，根据回波数据的概率分布得到检验统计量的概率分布，并进一步得到杂波中目标检测的虚警概率和检测概率，根据检测概率和检验统计量的概率分布，将该概率分布的非中心参数用于建立自适应优化发射功率分配模型，通过求解该优化问题得到最优发射功率参数，并用于下一次的发射，在不改变总发射功率的前提下，可以有效提高杂波中静止目标的检测性能，能够有效解决杂波中静止目标的检测问题。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术流程图；
[0034]图2为FDA雷达的发射端结构示意图；
[0035]图3为FDA雷达的接收端结构示意图；
[0036]图4为FDA雷达接收机结构示意图；
[0037]图5为目标检测概率随信杂比变化曲线图；
[0038]图6为ROC变化曲线图；
[0039]图7为本专利技术系统框图。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0041]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0042]下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0043]实施例1：
[0044]参阅图1，基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法，包括如下步骤：
[0045]S1：构建FDA雷达的发射端结构和接收端结构；
[0046]S2：根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：构建FDA雷达的发射端结构和接收端结构；S2：根据预设频率增量计算发射端的阵元发射信号；S3：根据阵元发射信号得到接收端的目标回波信号，并得到目标所在距离门的信号数据；S4：根据信号数据构建最大似然检测模型，并得到所述检测模型的虚警概率和目标的检测概率；S5：根据检测概率，建立优化模型，将优化的参数用于下一次发射，提高杂波中静止目标的检测概率。2.如权利要求1所述的基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法，其特征在于，步骤S1具体为：预设FDA雷达的发射端阵元数，并根据发射信号的中心频率设置发射端阵元与接收端阵元的阵元间距。3.如权利要求1所述的基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法，其特征在于，步骤S2包括如下子步骤：S21：根据预设频率增量计算发射端的阵元载频；S22：根据阵元载频计算发射端阵元发射信号。4.如权利要求3所述的基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法，其特征在于，所述根据预设频率增量计算发射端的阵元载频的计算公式为：f
m
＝f0+mΔf，其中，f
m
为发射端中第m个阵元载频，Δf是频偏。5.如权利要求3所述的基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法，其特征在于，所述根据阵元载频计算发射端阵元发射信号的计算公式为：其中，s
m
(t)为发射端第m个阵元的发射信号，φ
m
(t)为发射端第m个阵元发射的基带信号，j为虚数，e、π均为常数，t为时间变量。6.如权利要求1所述的基于发射功率分配的FDA雷达静止目标检测方法，其特征在于，步骤S3包括如下子步骤：S31：根据阵元发射信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺生，黄栎冰，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：