海杂波背景下子带自适应glrt-ltd检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达目标检测领域，具体设及一种在海杂波背景下的子带自适应 化RT-LTD (广义似然比-线性口限检测器）的检测方法。
【背景技术】
[0002] 海杂波背景下微弱目标检测一直是海洋监视雷达的主要任务之一。针对空变和时 变的海杂波统计特性，采用匹配于海杂波特性的自适应动目标检测方法被认为是行之有效 的途径。匹配于海杂波特性的自适应检测器一般包含两部分；自适应海杂波抑制和目标回 波的匹配滤波器接收。现有的自适应检测器大多基于下面两个基本假设：海杂波相干累积 时间之内是平稳的；下相当大的距离范围海杂波是空间均匀的。但是，实际情况是；海杂波 是短时平稳但长时非平稳的，在局部距离区间上均匀而在大的距离区间内非均匀。上述两 个基本条件不满足时，自适应检测方法的性能会严重下降。
【发明内容】
[000引本发明的目的在于提出海杂波背景下子带自适应化RT-LTD检测方法，实现了对 海杂波背景下微弱目标的检测。
[0004] 为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予W实现。
[0005] 海杂波背景下子带自适应化RT-LTD检测方法包括W下步骤：
[0006] 步骤1，利用雷达接收海面回波信号，利用离散傅里叶变换调制滤波器组对雷达接 收的海面回波信号进行子带分解，得出离散傅里叶变换调制滤波器组中每个子带滤波器的 子带分解信号，第k个子带滤波器的子带分解信号表示为Xk;k = -K，-K+1，. . K-1，K，K是离 散傅里叶变换调制滤波器组的正频子带数；
[0007] 步骤2,对第k个子带滤波器的子带分解信号Xk进行下K 1采样，得到对应的下K 1 采样后信号，Ki为大于1的自然数；
[000引步骤3,确定第k个子带滤波器对应的海杂波Pareto幅度分布模型的尺度参数入k 和形状参数nk;
[0009] 步骤4,得出第k个子带经下Ki采样后的子带自适应化RT-LTD检测统计量，
[0010]
【主权项】
1. 海杂波背景下子带自适应GLRT-LTD检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，利用雷达接收海面回波信号，利用离散傅里叶变换调制滤波器组对雷达接收的 海面回波信号进行子带分解，得出离散傅里叶变换调制滤波器组中每个子带滤波器的子带 分解信号，第k个子带滤波器的子带分解信号表示为Xk;k= -K，-K+l，. .K-l，K，K是离散傅 里叶变换调制滤波器组的正频子带数； 步骤2,对第k个子带滤波器的子带分解信号Xk进行下Ki采样，得到对应的下Ki采样 后信号为大于1的自然数； 步骤3,确定第k个子带滤波器对应的海杂波Pareto幅度分布模型的尺度参数Ak和 形状参数nk; 步骤4,得出第k个子带经下Ki采样后的子带自适应GLRT-LTD检测统计量，
其中，I?I表示取模值，M=N/KpN表示雷达接收信号的累计脉冲数目，pk是第k个 子带对应的下K,采样后信号的多普勒导向矢量，是第k个子带滤波器的子带杂波的归 一化协方差矩阵，是第k个子带对应的下1采样后信号中待检测距离单元的信号，上 标H表示矩阵的共轭，上标-1表示矩阵的逆； 设定恒虚警门限，如果第k个子带经下&采样后的子带自适应GLRT-LTD检测统计量 ^大于或等于设定的恒虚警门限，则说明第k个子带对应的下1采样后信号的待检测距 离单元存在目标信号，否则，说明第k个子带对应的下&采样后信号的待检测距离单元没 有目标信号。
2. 如权利要求1所述的海杂波背景下子带自适应GLRT-LTD检测方法，其特征在于，在 步骤1中，所述第k个子带滤波器的子带分解信号Xk为： Xk=X*hk 其中，X表示雷达接收的回波信号，*表示卷积运算，hk为离散傅里叶变换调制滤波器 组中第k个子带滤波器的时域表达形式。
3. 如权利要求1所述的海杂波背景下子带自适应GLRT-LTD检测方法，其特征在于，在 步骤3中，第k个子带对应的下&采样后信号的待检测距离单元的信号包含N/K:个幅度数 据；M =N/Ki，将所述N/Kif海杂波幅度数据分别表示为rr2,. . . .，rM; 对M个海杂波幅度数据进行升序排列，得到一个递增的序列rw，re)，. . . .，，根据下 式得出心和弋：
其中，round(NaD表示最接近Na^勺整数，round(Na2)表示最接近Na2的整数；a1 和〇2分别为设定值，〇〈aZLCKayi; 建立关于Pareto幅度分布模型的尺度参数和形状参数的方程组：
令％的取值为弋，令％的取值为42，将&和％代入关于上述方程组中，得出第k个 子带滤波器对应的海杂波Pareto幅度分布模型的尺度参数Xk和形状参数qk。
4. 如权利要求3所述的海杂波背景下子带自适应GLRT-LTD检测方法，其特征在于，在 步骤3中，将ai设置为〇. 5,将a^设置为0. 75。
5. 如权利要求1所述的海杂波背景下子带自适应GLRT-LTD检测方法，其特征在于，在 步骤4中，采用间接的蒙特卡洛实验的方法或采用直接的蒙特卡洛实验的方法来设定恒虚 警门限； 在采用间接的蒙特卡洛实验的方法来设定恒虚警门限时，利用参考距离单元的数目P、 子带自适应广义似然比线性门限检测器的累积样本数目M、第k个子带的形状参数Xk得出 仿真杂波数据，根据得出的仿真杂波数据计算检测统计量的样本值，由所有样本值的直 方图估计出给定虚警概率条件下的恒虚警门限； 在采用直接的蒙特卡洛实验的方法来设定恒虚警门限时，采用实测的海杂波数据计算 检测统计量^的样本值，并从所有样本的直方图中估计出给定虚警概率条件下的恒虚警 门限。
6. 如权利要求1所述的海杂波背景下子带自适应GLRT-LTD检测方法，其特征在于，在 步骤4中，第k个子带对应的下1采样后信号的多普勒导向矢量pk为： pk=aexp(2JrjmK!fdTr) 其中，!11=1，2，..，以1(1，4是多普勒频率偏移，1\是雷达脉冲重复间隔，（1是已知的复 常数； 在步骤4中，第k个子带滤波器的子带杂波的归一化协方差矩阵为：
其中，P表示参考距离单元的数目，xRk是第k个子带滤波器的子带分解信号Xk中第p个参考距离单元的信号。
【专利摘要】本发明属于雷达目标检测领域，具体涉及海杂波背景下子带自适应GLRT-LTD检测方法。其具体步骤为：利用离散傅里叶变换(DFT)调制滤波器组对雷达接收的海面回波时间序列进行子带分解，得出离散傅里叶变换调制滤波器组中每个子带滤波器的子带分解信号，第k个子带滤波器的子带分解信号表示为Xk；对第k个子带滤波器的子带分解信号Xk进行下K1采样，得到对应的下K1采样后信号；确定第k个子带滤波器对应的海杂波Pareto幅度分布模型的尺度参数λk和形状参数ηk；得出第k个子带经下K1采样后的子带自适应GLRT-LTD检测统计量设定恒虚警门限，将各个子带的检测统计量与对应子带的恒虚警门限进行比较，判决目标是否存在。
【IPC分类】G01S7-292, G01S7-41
【公开号】CN104569948
【申请号】CN201510030360
【发明人】水鹏朗, 孟庆霞, 刘明
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月21日