机载雷达动目标检测方法、装置、设备及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113933808A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111149989.9(22)申请日2021.09.29(71)申请人中国电子科技集团公司第二十九研究所地址610036四川省成都市金牛区营康西路496号(72)发明人李锐洋杨政旷生玉梁璟黄明军李复名徐才进(74)专利代理机构成都九鼎天元知识产权代理有限公司51214代理人刘世权(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)G01S13/50(2006.01)G01S7/28(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称机载雷达动目标检测方法、装置、设备及存储介质(57)摘要本发明公开了机载雷达动目标检测方法、装置、设备及存储介质，该方法包括接收单快拍距离单元的回波信号并获取所述单快拍距离单元的回波信号的协方差矩阵，获取雷达发射信号参数并根据所述雷达发射信号参数获取杂波基矩阵；根据所述协方差矩阵和所述杂波基矩阵计算第一条件下的高斯白噪声和第二条件下的高斯白噪声；计算得到广义似然比检测器；通过广义似然比检测器检测动目标。本发明基于广义似然比检验的雷达目标检测方法，通过将单快拍回波信号中的杂波分量近似表示成子空间矢量加权和的形式，进而采用改进的最小二乘、最大似然估计方法对杂波、噪声及目标幅度进行估计，最终得到适用于机载雷达在非均匀环境中检测动目标的检测器。CN113933808ACN113933808A权利要求书1/3页1.机载雷达动目标检测方法，用于机载雷达，所述机载雷达包括M个等间距的天线阵元并在一个相干处理间隔内发射N个相干脉冲，其特征在于，包括：接收单快拍距离单元的回波信号并获取所述单快拍距离单元的回波信号的协方差矩阵，获取雷达发射信号参数并根据所述雷达发射信号参数获取杂波基矩阵；根据所述协方差矩阵和所述杂波基矩阵计算第一条件下的高斯白噪声和第二条件下的高斯白噪声；其中，第一条件为x＝c+n，第二条件为x＝μs+c+n，x为单个距离单元的空时快拍，s表示目标信号矢量，μ为目标幅度，c为杂波信号矢量，n为噪声矢量；根据第一条件下的高斯白噪声、第二条件下的高斯白噪声、协方差矩阵和杂波基矩阵计算得到广义似然比检测器；通过所述广义似然比检测器检测动目标。2.如权利要求1所述的机载雷达动目标检测方法，其特征在于，所述单快拍距离单元的回波信号的获取方法为：接收目标散射的回波；对目标散射的回波进行下变频、AD采样、脉冲压缩和相参积累；定义第m个阵元、第n个脉冲接收的数据为xmn，将接收到的数据排列为矢量，得到单个距离单元的空时快拍x。3.如权利要求1所述的机载雷达动目标检测方法，其特征在于，所述根据第一条件下的高斯白噪声、第二条件下的高斯白噪声、协方差矩阵和杂波基矩阵计算得到广义似然比检测器具体包括以下步骤：定义第m个阵元、第n个脉冲接收的数据为xmn，单个距离单元的空时快拍表示MN*1维的复数集；按照积分法将机载雷达的杂波c在每个距离单元上按等角度换分为Nc个杂波片，杂波回波可表示为多个散射体的空时响应之和：其中μi为对应的杂波块幅度，fd,i和fs,i分别表示第i个杂波片对应的多普勒频率和空间频率，ad表示雷达的时域导向矢量，as表示雷达的空域导向矢量；定义阵列流形矩阵幅度向量则杂波回波c＝Aμ；其中，A通过载机的阵列流形、飞行信息获得，表示MN×N维的复数集；设n是方差为的高斯白噪声，则回波数据在Hi条件下的概率密度函数为：其中，i＝0或1，H0为第一条件，H1为第二条件；2CN113933808A权利要求书2/3页对c做外积，将所述协方差矩阵表示为2Nr‑1个杂波基加权和，其中，Nr＝int[M+β(N‑1)]，Nr为协方差矩阵的秩，离散分布在[‑0.5,0.5]内，Λ＝diag(σc⊙σ′c)，Aμ≈Vσc，σc表示2Nr‑1个杂波基的幅度；根据计算σc的最大似然估计，并根据和得到σc的最小二乘估计其中，表示伪逆运算，在H1条件下对f(x)取对数求导并关于求取最大化，得到噪声功率在A、μ和μ条件下的最大似然估计为将带入使似然函数关于剩余的杂波参数最大化可得其中，y＝x‑μs；关于μ求最大似然估计得将和代入得到在H0条件下采用同样方式求得根据代入和得到广义似然比检测器4.一种机载雷达动目标检测装置，其特征在于，所述装置包括：信号获取模块，用于接收单快拍距离单元的回波信号并获取所述单快拍距离单元的回波信号的协方差矩阵，获取雷达发射信号参数并根据所述雷达发射信号参数获取杂波基矩阵；3CN113933808A权利要求书3/3页噪声计算模块，用于根据所述协方差矩阵和所述杂波基矩阵计算第一条件下的高斯白噪声和第二条件下的高斯白噪声；其中，第一条件为x＝c+