【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达信号检测，尤其涉及一种复合高斯杂波中子空间信号双参数可调检测方法与系统。
技术介绍
1、目标检测是雷达的主要功能之一。雷达回波数据中除了可能的目标回波外，往往包含着杂波回波。随着雷达分辨率的不断提升，杂波的统计特征不再满足高斯分布，有严重的拖尾现象，实验证明用复合高斯分布对杂波进行建模能有效解决这一问题。复合高斯分布将杂波建模成散斑分量与纹理分量的乘积，散斑分量是零均值的复高斯分布，而纹理分量则是非负的随机变量。本专利技术假设纹理分量满足逆伽马分布。
2、此外，在雷达目标检测中，由于波前畸变，多径效应，旁瓣目标等等，会导致信号失配现象。对失配信号的敏感程度又把检测器分为稳健检测器和失配敏感检测器。当雷达工作在搜索模式时，需要稳健检测器，而当雷达工作在跟踪模式下时，需要失配敏感检测器。传统检测器对失配信号的检测没有灵活性，可调检测器通过调整可调参数能实现对稳健性和失配敏感特性的灵活控制。
3、然而在复合高斯杂波的背景下，尚未出现关于可调检测器的研究，为此在逆伽马纹理的复合高斯杂波的背景下设计了子空间信号双参数可调检测器。
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，实现在逆伽马纹理的复合高斯杂波的背景下实现对失配信号的稳健检测或者敏感抑制的灵活控制，以及保证无信号失配下的检测器以较高的检测检测到目标。为此，本专利技术采取的技术方案是，复合高斯杂波中子空间信号双参数可调检测方法，步骤如下：
2、步骤1：构造待检测数据、信号矩阵和训练样本
3、步骤2：根据待检测数据和训练样本矩阵构造逆伽马分布的形状参数与尺度参数；
4、步骤3：根据所述待检测数据、信号矩阵和训练样本矩阵构造中间变量矩阵；
5、步骤4：确定分别代表失配信号稳健特性、敏感特性的可调参数；
6、步骤5：结合步骤4中确定的可调参数构造检测统计量；
7、步骤6：利用所述检测统计量和虚警概率确定检测门限；
8、步骤7：比较所述检测统计量与所述检测门限之间的大小，并判决目标是否存在。
9、详细步骤如下：
10、步骤1，构造待检测数据、信号矩阵和训练样本矩阵分别表示为z、h和y，其中z的维数是n×1，z＝[z1,z2,l,zn]t，符号[·]t表示的是转置，h的维数是n×p，训练样本矩阵y的维数是n×l，其中n为系统通道数，p表示信号子空间的维数；y可表示为y＝[y1,l,yl,l,yl]，yl为第l个训练样本，维数为n×1，yl＝[yl,1,yl,2,l,yl,n]t，l为训练样本数。
11、步骤2，根据待检测数据和训练样本矩阵构造逆伽马分布的形状参数与尺度参数；具体地，通过分数阶矩估计的方法，利用待检测数据和训练样本矩阵求得逆伽马分布的形状参数λ与尺度参数β：
12、
13、其中，将λ和β看做未知参数，符号|·|表示的是绝对值，γ(·)为伽马函数，表达式为：
14、
15、通过求解分数阶矩估计的方程得到杂波分布的形状参数λ和尺度参数β；
16、步骤3，根据所述待检测数据、信号矩阵和训练样本矩阵构造的中间变量矩阵包括：φ、σ和ψ；具体地，通过近似最大似然估计(aml)迭代的方法求得协方差矩阵的估计值φ，迭代过程如下：
17、
18、其中tr(·)表示的是矩阵求迹运算，i＝0,1,...,nit表示的是迭代次数，φaml(0)表示的是协方差矩阵φ的初始值，φaml(i+1)表示的是第i+1次迭代时协方差矩阵φ的迭代值，当nit＝5时终止迭代得到协方差矩阵的估计值φ；进一步地，求得其它的两个中间变量为：σ＝zhφh(hhφh)-1hhφz和ψ＝zhφz，上标(·)h表示共轭转置，(·)-1表示矩阵的逆；
19、步骤4，根据系统需求，确定的可调系数包括两个，记作a和b，且0≤a≤2和0≤b≤2；若希望检测器对失配信号具有稳健特性，则a应当设置相对较小，b应当设置相对较大；若希望检测器对失配信号具有失配敏感特性，则a应当设置相对较大，b应当设置相对较小；若希望检测器对无失配信号具有较高的检测概率，则a应当设置相对较小，b应当设置相对较大；
20、步骤5，构造的检测统计量如下式所示：
21、
22、步骤6，利用所述检测统计量和虚警概率确定检测门限通过下式得到
23、η＝t(n*)
24、式中，m为蒙特卡洛仿真次数，μ为系统的虚警概率值，为取整操作，t(i)为序列由大到小排列第i个最大值，φ(k)为第k次实现完整的近似最大似然估计(aml)的迭代过程，
25、ψ(k)＝zh(k)φ(k)z(k)，σ(k)＝zh(k)φ(k)h(hhφ(k)h)-1hhφ(k)z(k)，
26、z(k)为仅含杂波分量的待检测数据的第k次实现，k＝1,2,l,m；
27、步骤7中，比较所述检测统计量与所述检测门限之间的大小，并判决目标是否存在,分下述两种情况进行判定：
28、若检测统计量detector大于等于检测门限η，则判定目标存在；
29、若检测统计量detector小于检测门限η，则判定目标不存在。
30、复合高斯杂波中子空间信号双参数可调检测系统，包括雷达发射机、收发开关、天线、接收机、信号处理机以及显示器；首先雷达发射机产生短时间的高功率射频能量脉冲，经过收发开关转换传送给天线，然后通过天线把能量射向空间某一方向，处在此方向上的目标反射碰到的电磁波，反射获取的能量经过天线、收发开关转换送到接收机，形成雷达回波信号，接收机再对回波信号进行滤波放大以及模数转换，然后送入计算机，计算机中设置有如下模块：
31、数据构造模块，用于构造待检测数据、信号矩阵和训练样本矩阵；
32、杂波参数构造模块，根据待检测数据和训练样本矩阵构造逆伽马分布的形状参数与尺度参数；
33、中间变量矩阵构造模块，根据所述待检测数据矩阵、信号矩阵和训练样本矩阵构造中间变量矩阵，用于构造检测统计量所需的中间变量矩阵；
34、可调系数确定模块，用于根据系统需求，确定可调系数；
35、检测统计量构造模块，用于根据中间变量矩阵和可调参数构造检测统计量；
36、检测门限确定模块，用于利用所述检测统计量和虚警概率确定检测门限；
37、目标判决模块，用于比较所述检测统计量与所述检测门限之间的大小，并判决目标是否存在，具体地，若检测统计量大于检测门限，则判决目标存在，若检测统计量小于等于检测门限，则判决目标不存在，最后于显示器上显示检测结果。
38、本专利技术的特点及有益效果是：
39、本专利技术基于自适应检测思想，所设计的检测器能够同时实现杂波抑制和目标检测，无需独立的滤波流程；
40、本专利技术通过有效利用训练样本数据和近似最大似然估计(aml)的方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合高斯杂波中子空间信号双参数可调检测方法，其特征是，步骤如下：
2.如权利要求1所述的复合高斯杂波中子空间信号双参数可调检测方法，其特征是，详细步骤如下：
3.一种复合高斯杂波中子空间信号双参数可调检测系统，其特征是，包括雷达发射机、收发开关、天线、接收机、信号处理机以及显示器；首先雷达发射机产生短时间的高功率射频能量脉冲，经过收发开关转换传送给天线，然后通过天线把能量射向空间某一方向，处在此方向上的目标反射碰到的电磁波，反射获取的能量经过天线、收发开关转换送到接收机，形成雷达回波信号，接收机再对回波信号进行滤波放大以及模数转换，然后送入计算机，计算机中设置有如下模块：
【技术特征摘要】
1.一种复合高斯杂波中子空间信号双参数可调检测方法，其特征是，步骤如下：
2.如权利要求1所述的复合高斯杂波中子空间信号双参数可调检测方法，其特征是，详细步骤如下：
3.一种复合高斯杂波中子空间信号双参数可调检测系统，其特征是，包括雷达发射机、收发开关、天线、接收机、信号处理机以及...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。