一种主瓣干扰背景下的真假目标检测方法技术

本发明专利技术公开了一种主瓣干扰背景下的真假目标检测方法，该真假目标检测方法包括：对待检测距离环在接收维内做信号检测，得到包含真实目标信号或主瓣干扰信号的感兴趣距离环；对感兴趣距离环在发射维内做真假目标信号的区分，将主瓣干扰信号分为

【技术实现步骤摘要】
一种主瓣干扰背景下的真假目标检测方法


[0001]本专利技术属于信号处理
，涉及一种主瓣干扰背景下的真假目标检测方法
。

技术介绍

[0002]FDA(Frequency Diverse Radar
，频率分级阵列雷达
)
雷达是近几年新兴起的一种雷达系统
。
不同于
PA(phased array
，相控阵
)
和
MIMO(Multiple
‑
Input Multiple
‑
output
，多输入多输出
)
雷达系统，
FDA
雷达系统在各个发射单元之间引入了一个微小的频率差，使得
FDA
雷达的发射方向图不仅与角度有关，而且与距离有关
。
将
FDA
雷达和
MIMO
雷达相结合的频率分集阵
‑
多输入多输出雷达
(frequency diverse array multiple
‑
input multiple
‑
output
，
FDA
‑
MIMO)
不仅享有
MIMO
雷达的空间分集的优势，而且具备距离维可控自由度
。
早期关于
FDA
‑
MIMO
雷达的研究多集中于静态目标的，如参数估计
、
杂波抑制
、
干扰
(
尤其是主瓣干扰
)
识别和抑制等
。
[0003]考虑一部雷达对空探测目标，目标上配备假目标产生器，假目标截获雷达发射信号并延迟转发该信号，产生主瓣欺骗式干扰
。
由于真实目标和主瓣欺骗式假目标兼具的类目标特性，传统雷达很难实现主瓣内真假目标的有效区分
。
[0004]论文“Adaptive beamformer orthogonal rejection test”(IEEE Transactions on Signal Processing,vol.49,no.3,pp.521
‑
529,March 2001)
提出了用于区分目标和旁瓣干扰的自适应波束形成正交抑制检测器，该检测器通过在零假设下引入与目标在白化空间内正交的干扰将目标和旁瓣干扰的区分问题建立为一个二元假设检验问题，其中备择假设表示目标信号存在
。
为解决该二元假设检验问题，基于广义似然比准则设计了检测器
。
但是，在假设检验问题建模阶段中，假设干扰与目标信号在白化空间正交，因此该干扰模型只是在白化空间内近似旁瓣干扰，只适用于旁瓣干扰和目标的区分，不适用于主瓣干扰和目标的区分
。
[0005]论文“Suppression of Mainbeam Deceptive Jammer With FDAMIMO Radar”(IEEE Transactions on Vehicular Technology,vol.69,no.10,pp.11584
‑
11598,October 2020)
提出基于
FDA
‑
MIMO
雷达的主瓣跨脉冲欺骗式干扰抑制方法，该方法基于主瓣干扰和真实目标在距离自由度上的可分性，通过在
FDA
‑
MIMO
雷达发射
‑
接收二维域内的波束形成实现了主瓣跨脉冲转发欺骗式的抑制
。
但是，由于快速转发欺骗式干扰与真实目标在距离自由度
、
角度自由度的不可区分性，无法实现快速转发欺骗式干扰的抑制
。
此外，主瓣欺骗式干扰的抑制通过波束形成算法实现，因此该方法完成主瓣欺骗式干扰和目标的区分在检测阶段之后
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种主瓣干扰背景下的真假目标检测方法
。
本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种主瓣干扰背景下的真假目标检测方法，包括：
[0008]S1
：对待检测距离环在接收维内做信号检测，得到包含真实目标信号或主瓣干扰信号的感兴趣距离环；
[0009]S2
：对所述感兴趣距离环在发射维内做真假目标信号的区分，按照信号延迟时间长短的不同，将所述主瓣干扰信号分为
I
类主瓣干扰信号和
II
类主瓣干扰信号，所述真实目标信号与所述
I
类主瓣干扰信号称为
I
类信号，所述
II
类主瓣干扰信号称为
II
类信号，若判断为所述
II
类信号，则为所述
II
类主瓣干扰信号，否则，判断为所述
I
类信号，进入步骤
S3
；
[0010]S3
：对所述
I
类信号在快时间维内进行真假目标信号的区分，根据所述
I
类信号的距离门位置，将距离最短的信号判断为所述真实目标信号，其他信号判断为所述
I
类主瓣干扰信号，从而区分所述主瓣干扰信号和所述真实目标信号
。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述
S1
包括：
[0012]假设一个装备有均匀线阵的
FDA
‑
MIMO
雷达，发射阵元和接收阵元个数分别为
M、N
，
M
和
N
均是大于零的自然数，假定真实目标位于距离
R
，角度
θ
位置处，所述
FDA
‑
MIMO
雷达接收的真实目标信号表达为：
[0013][0014]其中，表示接收的真实目标信号，表示目标复散射系数，和分别表示目标发射导向矢量和接收导向矢量，
f
θ
＝
dsin
θ
/
λ
表示角度频率，
f
R
＝2Δ
fR/c
表示距离频率，
d
表示阵元间距，
c
表示光速，
[
·
]T
表示转置操作，
j
表示虚数单位；
[0015]假定目标的主值距离已知，经距离依赖补偿后的真实目标信号写为：
[0016][0017]其中，
b
和
a
s
分别表示简写的目标信号接收导向矢量
b(
θ
)
和发射导向矢量
a(p
s
,
θ
)
，
p
s
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种主瓣干扰背景下的真假目标检测方法，其特征在于，包括：
S1
：对待检测距离环在接收维内做信号检测，得到包含真实目标信号或主瓣干扰信号的感兴趣距离环；
S2
：对所述感兴趣距离环在发射维内做真假目标信号的区分，按照信号延迟时间长短的不同，将所述主瓣干扰信号分为
I
类主瓣干扰信号和
II
类主瓣干扰信号，所述真实目标信号与所述
I
类主瓣干扰信号称为
I
类信号，所述
II
类主瓣干扰信号称为
II
类信号，若判断为所述
II
类信号，则为所述
II
类主瓣干扰信号，否则，判断为所述
I
类信号，进入步骤
S3
；
S3
：对所述
I
类信号在快时间维内进行真假目标信号的区分，根据所述
I
类信号的距离门位置，将距离最短的信号判断为所述真实目标信号，其他信号判断为所述
I
类主瓣干扰信号，从而区分所述主瓣干扰信号和所述真实目标信号
。2.
根据权利要求1所述的主瓣干扰背景下的真假目标检测方法，其特征在于，所述
S1
包括：假设一个装备有均匀线阵的
FDA
‑
MIMO
雷达，发射阵元和接收阵元个数分别为
M、N
，
M
和
N
均是大于零的自然数，假定真实目标位于距离
R
，角度
θ
位置处，所述
FDA
‑
MIMO
雷达接收的真实目标信号表达为：其中，表示接收的真实目标信号，表示目标复散射系数，和分别表示目标发射导向矢量和接收导向矢量，
f
θ
＝
dsin
θ
/
λ
表示角度频率，
f
R
＝2Δ
fR/c
表示距离频率，
d
表示阵元间距，
c
表示光速，
[
·
]
T
表示转置操作，
j
表示虚数单位；假定目标的主值距离已知，经距离依赖补偿后的真实目标信号写为：其中，
b
和
a
s
分别表示简写的目标信号接收导向矢量
b(
θ
)
和发射导向矢量
a(p
s
,
θ
)
，
p
s
表示真实目标所在的距离模糊区域，补偿后真实目标的距离频率
3.
根据权利要求2所述的主瓣干扰背景下的真假目标检测方法，其特征在于，所述
S2
中
II
类主瓣干扰信号和
I
类主瓣干扰信号分别写为：类主瓣干扰信号分别写为：其中，表示干扰复散射系数，
j
II
表示
II
类主瓣干扰信号，
j
I
表示
I
类主瓣干扰信号，
a
j
表示
II
类干扰发射导向矢量，
a
j
为
a(p
j
,
θ
)
的简写，
p
j
表示干扰所在的距离模糊区域，干扰距离频率
p
j
≠p
s
，
p
j
∈[1,P]
，表示
FDA
‑
MIMO
雷达模型的最大无模糊识别能力
。4.
根据权利要求1所述的主瓣干扰背景下的真假目标检测方法，其特征在于，所述
S2
中用于实现区分
I
类信号信息和
II
类信号信息的检测器为子空间敏感检测器或秩一敏感检测器
。
5.
根据权利要求4所述的主瓣干扰背景下的真假目标检测方法，其特征在于，所述子空间敏感检测器的设计包括：建模为二元假设检验问题：其中，
X
表示
M
×
N
维的发射维待检测数据矩阵，
X
K
表示训练样本，
K
表示训练样本的个数，
b
和
a
s
分别表示简写的目标信号接收导向矢量
b(
θ
)
和发射导向矢量
a(p
s
,
θ
)
，表示复散射系数，
A
表示干扰子空间，是一个
M
×
(P
‑
1)
维的矩阵；
N
和
N...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣棋，朱晶晶，许京伟，兰岚，李西敏，余昆，杨标，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：