一种发射天线极化的优化方法
【专利摘要】本发明属于雷达技术领域，公开了一种发射天线极化的优化方法。该方法包括：获取备选极化方式，并初始化；将发射天线极化方式设置为第i组极化方式，控制发射天线发射信号，接收天线接收信号；获得匹配滤波输出信号；利用匹配滤波输出信号构造观测统计量，利用观测统计量计算第i组极化方式下的错误鉴别概率PFD_i；判断PFD_i是否大于η，若是，转至下一步；若否，计算第i组极化方式下的正确鉴别概率PRD_i，判断PRD_i是否大于PRD_MAX，若否，转至下一步；若是，令PRD_MAX＝PRD_i，j＝i，转至下一步；判断i是否小于N，若是，令循环次数i加1，继续新循环；若否，转至下一步；输出PRD_MAX，将第j组极化方式确定为最优极化方式。本发明能够实现对发射天线极化方式的优化，提高雷达的正确鉴别概率。
【专利说明】
一种发射天线极化的优化方法
技术领域
[0001] 本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及雷达极化抗干扰领域，具体来说是涉及一种 发射天线极化的优化方法。
【背景技术】
[0002] 随着数字射频存储器技术的发展，干扰机已经可以截获雷达信号，并产生在能量、 波形和相位调制等方面与目标回波高度逼近的干扰信号，以伪装虚假目标迷惑雷达系统， 使得雷达系统在时域、频域上难以鉴别真实目标。
[0003] 针对这一问题，有人提出了极化鉴别算法，该算法主要利用有源假目标和真实目 标在极化特征上的差异实现目标鉴别。具体而言，极化鉴别算法是通过极化测量雷达估计 出真实目标的极化散射矩阵以及干扰信号的等效散射矩阵，进而利用二者的部分性质来实 现目标鉴别的。现有技术中，有两种典型的极化测量体制一一分时极化测量体制和同时极 化测量体制。其中，分时极化测量体制需要多个脉冲才能完成一次测量，限制了对非平稳目 标的测量精度，且存在距离模糊、交叉极化干扰等问题。而同时极化测量体制只需发射一个 脉冲，该脉冲由多个编码序列相干叠加得到，每个编码序列对应一种发射极化。在接收时， 利用编码序列之间的正交性分离出不同发射极化对应的矢量回波，经进一步处理后即可获 取到目标的完整极化信息。
[0004] 基于上述两种极化测量体制，现在已有的研究结果有：1)李永祯等人通过研究有 源假目标和目标回波瞬态极化投影矢量在脉间的变化规律，提出以瞬态极化投影矢量起伏 度为鉴别统计量的鉴别算法。该算法主要是针对低分辨分时极化测量雷达，能够解决有源 诱饵的鉴别问题，但由于该算法仅针对分时极化测量雷达，因此在鉴别时需要发射多个脉 冲才能达到鉴别目的，处理时间较长。2)施龙飞等人根据在不同的发射极化下，干扰的极化 比不变而目标的极化比随发射极化改变的特征设计了真假目标的鉴别算法，该算法能够对 转发式假目标进行鉴别，但该方法对信噪比较敏感。
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术的不足，本发明的实施例提供了一种发射天线极化的优化方 法，能够通过改变发射天线的极化方式实现对发射天线极化方式的优化，进而提高雷达对 目标的正确鉴别概率。
[0006] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0007] 本发明的实施例提供一种发射天线极化的优化方法，应用于雷达系统，雷达系统 包括雷达以及干扰机;其中，雷达设置有两个发射天线以及一个接收天线，两个发射天线用 于向待检测区域发射相互正交的电磁波信号，接收天线用于接收待检测区域中的目标散射 的回波信号;方法包括如下步骤：
[0008] 步骤1，获取两个发射天线的N组备选极化方式，其中每组极化方式包括两个发射 天线中的第一发射天线的极化方式以及两个发射天线中的第二发射天线的极化方式，N为 整数，N>1;
[0009] 设置错误鉴别概率的门限值n，并将循环次数i初始化为1，最大正确鉴别概率 Prd_max初始化为0;
[0010] 步骤2,确定N组备选极化方式中的第i组极化方式，按照第i组极化方式设置两个 发射天线的极化方式，之后，在第i个相干处理周期内控制两个发射天线向待检测区域发射 K个脉冲信号，并控制接收天线在K个脉冲信号中的每个脉冲信号发射时接收待检测区域中 的目标散射的回波信号，K为整数，K表不发射天线在一个相干处理周期内发射的脉冲信号 的个数；
[0011] 步骤3,在第i个相干处理周期结束后，获取接收天线在K个脉冲信号中的每个脉冲 信号发射时所接收到的回波信号，得到K个回波信号；
[0012] 利用两路匹配滤波器化(/W (r)知Λ2⑴=对K个回波信号中的每个回波信号 进行两路匹配滤波，得到Κ个匹配滤波输出信号{Χ1，Χ2，···，ΧΚ};其中， S1(t)表示第一发射天 线发射的电磁波信号，s2(t)表示第二发射天线发射的电磁波信号，*表示共辄运算；
[0013] 步骤4,利用步骤2中得到的K个匹配滤波输出信号{^，12，一，^}，构造得到1(个观 测统计量{ζι，Ζ2,…，ζκ};其中，K个观测统计量中的第k个观测统计量.? =4私，,Τ 表示矩阵或向量的转置运算；
[0014] 利用Κ个观测统计量{ζι，Ζ2,…，ζκ}计算得到，进而利用zs计算得到Es = K | zs |2，利用Es计算得到偏移系数d2 = 2ES;
[0015] 利用偏移系数d2,计算得到第i组极化方式下的错误鉴别概率PFD_1;
[0016] 步骤5,判断第i组极化方式下的错误鉴别概率?「^是否大于错误鉴别概率的门限 值η;
[0017] 若第i组极化方式下的错误鉴别概率小于等于错误鉴别概率的门限值η，则转 至步骤6;
[0018] 若第i组极化方式下的错误鉴别概率PFDj大于错误鉴别概率的门限值II，则利用步 骤3中得到的偏移系数d2计算得到第i组极化方式下的正确鉴别概率Prd」，判断第i组极化方 式下的正确鉴别概率Prd」是否大于最大正确鉴别概率Prdjiax;若否，转至步骤6;若是，则令 最大正确鉴别概率Prd_max = PRD_i，并令j = i，转至步骤6;
[0019] 步骤6,判断i是否小于N;若是，令循环次数i加1，转至步骤2;若否，转至步骤7;
[0020] 步骤7，输出最大正确鉴别概率Prd_max，并将N组备选极化方式中的第j组极化方式 确定为两个发射天线的最优极化方式。
[0021] 基于本发明实施例上述方案，通过不断改变发射天线的极化方式，并获取接收天 线接收到的回波信号，进而利用回波信号计算相应的错误鉴别概率和正确鉴别概率，基于 错误鉴别概率和正确鉴别概率确定最优的极化方式，从而实现对发射天线极化方式的优 化。这样，后续按照该最优的极化方式设置发射天线的极化方式后，即可提高雷达对目标的 正确鉴别概率。
【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本发明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 发明的一些实施例，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 根据这些附图获得其他的附图。
[0023] 图1为本发明实施例提供的发射天线极化方法所应用的雷达系统的结构示意图；
[0024] 图2为本发明实施例提供的发射天线极化方法的流程示意图；
[0025]图3(&)为出假设下（即真实目标）的检验统计量的样本PDF与理论PDF的对比示意 图；
[0026]图3(b)为Ho假设下（即虚假目标）的检验统计量的样本PDF与理论PDF的对比示意 图；
[0027] 图4为采用本发明实施例的优化发射极化方法以及现有的固定发射极化方式进行 优化后得到的鉴别曲线比较图；
[0028] 图5为采用本发明实施例的优化发射极化方法以及现有的固定发射极化方式进行 优化后得到SNR随正确鉴别概率变化示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 本发明的实施例提供一种发射天线极化的优化方法，应用于雷达系统。如图1所 示，雷达系统包括雷达以及干扰机。其中，雷达设置有两个发射天线以及一个接收天线，两 个发射天线用于向待检测区域发射相互正交的电磁波信号，接收天线用于接收待检测区域 中的目标散射的回波信号。雷达利用发射天线向待检测区域发射电磁波信号，并利用接收 天线接收待检测区域中的目标散射的回波信号，进而根据所接收的回波信号检测目标，确 定目标位置、状态等信息。干扰机通过截获雷达发射天线发射的电磁波信号，并对其做延迟 处理后向雷达转发，以达到干扰的目的。
[0031] 参见图2,本发明的实施例提供的发射天线极化的优化方法具体包括如下步骤：
[0032] 步骤1，获取两个发射天线的N组备选极化方式，设置错误鉴别概率的门限值II，并 将循环次数i初始化为1，最大正确鉴别概率Prd_max初始化为0。
[0033] 其中，N为整数，N>1 A组备选极化方式中的每组极化方式包括两个发射天线中的 第一发射天线的极化方式以及两个发射天线中的第二发射天线的极化方式。具体来说，第 一发射天线和第二发射天线可能的极化方式有:水平极化、垂直极化、45°线极化、135°线极 化、左旋圆极化和右旋圆极化等等。
[0034] 优选的，可将错误鉴别概率的门限值η设置为ο-nr2。
[0035] 步骤2,确定Ν组备选极化方式中的第i组极化方式，按照第i组极化方式设置两个 发射天线的极化方式，之后，在第i个相干处理周期内控制两个发射天线向待检测区域发射 K个脉冲信号，并控制接收天线在K个脉冲信号中的每个脉冲信号发射时接收待检测区域中 的目标散射的回波信号。
[0036]其中，K为整数，K表不发射天线在一个相干处理周期内发射的脉冲信号的个数。
[0037] 即，在Ν个相干处理周期中的第i个相干处理周期，按照Ν组备选极化方式中的第i 组极化方式设置发射天线，之后，通过发射天线发射脉冲信号，并通过接收天线接收当前极 化方式下的回波信号。
[0038] 步骤3,在第i个相干处理周期结束后，获取接收天线在K个脉冲信号中的每个脉冲 信号发射时所接收到的回波信号，得到K个回波信号；利用两路匹配滤波器/η ⑴知 屹?Χ⑴对Κ个回波信号中的每个回波信号进行两路匹配滤波，得到Κ个匹配滤波输出信 号{χ?，Χ2，···，χκ} 〇
[0039] 其中，S1(t)表示第一发射天线发射的电磁波信号，s2(t)表示第二发射天线发射的 电磁波信号，*表示共辄运算。
[0040] 步骤4,利用步骤3中得到的K个匹配滤波输出信号{^，^，…，^:^构造得到冗个观 测统计量{21，22，一，21(};利用1(个观测统计量{ 21，22，一，21(}计算得到
，进而利用 zs计算得到匕=1(|28|2，利用匕计算得到偏移系数(12 = 2匕;利用偏移系数(12，计算得到第1组 极化方式下的错误鉴别概率Pf^。
[0041] 其中，其中，K个观测统计量中的第k个观测统计量
，T表示 矩阵或向量的转置运算。
[0042]进一步的，Κ个匹配滤波输出信号&1^2，-_，^}中的第1^个匹配滤波输出信号处的 表达式为：
[0044] 式中，Xk表示第k个匹配滤波输出信号，Xkl表示第k个匹配滤波输出信号Xk的第一 路信号， Xk2表示第k个匹配滤波输出信号Xk的第二路信号，yk(t)表示接收天线在K个脉冲信 号中的第k个脉冲信号发射时所接收到的回波信号，tuUMPhsU)表示匹配滤波器。
[0045] 具体的，步骤4中，利用所述偏移系数d2,计算得到第i组极化方式下的错误鉴别概 率PFD_i，具体可以包括：
[0046] 利用偏移系数d2,根据公式:Pfd^iQL γ /d+d/2]，计算得到第i组极化方式下的错 误鉴别概率Pf^。
[0047] 步骤5,判断第i组极化方式下的错误鉴别概率?「^是否大于错误鉴别概率的门限 值η;若第i组极化方式下的错误鉴别概率小于等于错误鉴别概率的门限值n，则转至步 骤6;若第i组极化方式下的错误鉴别概率Pfu大于错误鉴别概率的门限值η，则利用步骤3 中得到的偏移系数d 2计算得到第i组极化方式下的正确鉴别概率Prd」，判断第i组极化方式 下的正确鉴别概率PRD_i是否大于最大正确鉴别概率Prd_max ;若PRD_i <Prd_max，则转至步骤6 ;若 PRD_i > Prd_max，则令Prd_max = PRD_i，并令 j = i，转至步骤6。
[0048] g卩，确定当前的第i组极化方式下的错误鉴别概率Prd」大于错误鉴别概率的门限 值η后，判断当前的第i组极化方式下的正确鉴别概率PRD」是否大于所保存的最大正确鉴别 概率Prd_max，若PRD_i >Prd_max，则用PRD_i赋值最大正确鉴别概率Prd_max。这样，对每一组极化方 式都按此执行，当迭代结束后（即对N组备选极化方式全部计算完毕后），所保存的最大正确 鉴别概率Prd_max即是N组备选极化方式中正确鉴别概率最大的正确鉴别概率，该最大的正确 鉴别概率对应的极化方式(即步骤5中保存的j)即为N组备选极化方式中的最优极化方式。
[0049] 具体的，步骤5中，利用步骤3中得到的偏移系数d2计算得到第i组极化方式下的正 确鉴别概率PRD_i，具体可以包括：
[0050] 利用步骤3中得到的偏移系数d2,根据公式:PRD」= Q[ γ /d-d/2]，计算得到第i组极 化方式下的正确鉴别概率Prd_1;其中
，γ为判决 门限。
[0051] 步骤6,判断i是否小于Ν;若是，令循环次数i加1，转至步骤2;若否，转至步骤7;
[0052] 步骤7，输出最大正确鉴别概率Prd_max，并将N组备选极化方式中的第j组极化方式 确定为两个发射天线的最优极化方式。
[0053]至此，即确定了发射天线的最优极化方式，同时得到了最大正确鉴别概率，本发明 实施例提供的发射天线极化的优化方法结束。
[0054]在本发明上述实施例中，是通过在N个相干处理周期中的每个相干处理周期按照N 组备选极化方式中的一组极化方式设置发射天线，之后，通过发射天线发射脉冲信号，并通 过接收天线接收当前极化方式下的回波信号，进而基于所接收的回波信号计算错误鉴别概 率和正确鉴别概率，选取N组极化方式中错误鉴别概率大于错误鉴别概率的门限值且正确 鉴别概率最大的极化方式作为发射天线的最优极化方式，以此来优化发射天线的极化方 式。本领域技术人员在上述方案的启发下，容易想到，也可在一个相干处理周期内的每个脉 冲信号发射时分别选取不同的极化方式，进而利用该脉冲信号发射时接收天线所接收到回 波信号计算错误鉴别概率和正确鉴别概率，基于每个脉冲信号对应的错误鉴别概率和正确 鉴别概率实现对发射天线极化方式的优化。当然，可以理解，相较于本发明实施例的方案， 此种方案处理时间较短，但可靠性较低。
[0055] 以下给出本发明实施例中得出错误鉴别概率以及正确鉴别概率的理论依据如下：
[0056] 假设雷达的两个发射天线向待检测区域发射的电磁波信号81(〇和82(〇,则接收 到的目标回波信号为：
[0057] ys(t) = a(Stisi(t-Ts)+St2S2(t_Ts))，
[0058] 其中，S为目标极化散射矩阵，= 2rs/c为相应的双程延时，rs为目标与天线间的 距离(发射天线和接收天线间的距离可忽略），c为光速，a为目标信号的衰减系数(表示传播 媒介、雷达与目标距离等因素对雷达接收到的信号造成的衰减）。
[0059] 同时，干扰机截取到的雷达发射信号为：
[0060] sj(t) =P(si(t-Tj)+s2(t-Tj))，
[0061] 其中，P为干扰的衰减系数(表示传播媒介、雷达与干扰机距离等因素对干扰机截 取到的发射信号造成的衰减），U = n/C为相应的单程延时，^为干扰机和发射天线间的距 离。
[0062] 则，雷达接收天线接收到的干扰信号即为：
[0063] ^,(/) = ^(/)^(/-2^),
[0064] 其中，h为干扰机天线极化方式的Jones矢量表示，a(t)为一个包含速度调制与振 幅调制的调制信号，T表示转置。
[0065] 进一步的，对接收到的回波信号分别进行两路匹配滤波，匹配滤波时两路匹配滤 波器分别为MfWK)知= 回波信号中的目标回波经过匹配滤波后的输出信 号即为：
[0067] 其中，|8为匹配滤波后的目标增益系数(表示信号幅度、脉冲压缩增益等因素的 积），ti，t2为发射天线极化方式的Jones矢量。
[0068] 回波信号中的干扰回波经过匹配滤波后的输出信号即为：
[0070] 其中，|」为匹配滤波后的干扰增益系数(表示干扰幅度、脉冲压缩增益、速度等因 素的积），hj为干扰机天线极化方式的Jones矢量。
[0071] 基于上述分析，可将目标鉴别问题转换为二元假设检测问题。具体而言，首先，建 立如下所示的观察统计量：
[0072] z = xTAx,
[0073]
，则对于假目标而言，其对应的观察统计量为;=4化， 且2： = <4'服从复高斯分布，其数学期望和方差分别为：
[0076]对于真实目标而言，其对应的观察统计量为:，，且艮 从复高斯分布，其数学期望和方差分别为：
[0079] 其中，| | · | |F表示矩阵的F阶范数，六为噪声方差，det( ·)表示求行列式运算，S =[StlSt2]〇
[0080] 接着，定义信噪比SNR=101og此,干噪比JNR=_10k)g^|2/€ j,分别对上述 建立的两个观察统计量进行归一化处理
，则二元统计检测问题可表示为：
[0081] Ho；z = ej
[0082] Hi:z = zs+es
[0083] 其中，Ho假设为假设观测信号为干扰机发射的干扰信号，出假设为假设观测信号是 真实目标回波信号：
，epes为服从复高斯分布的复数项，分别表 不干扰信号部分的噪声和目标信号部分的噪声，ej~CN(0,1)，es~CN(0,1)。
[0084] 进一步的，假设在一个相干处理周期内有K个脉冲，且在上述两个假设下的数据是 不相关的，则Ho假设和出假设的观测量概率密度函数分别为：
[0085] f (z | Ho) 〇cexp(-zHz)
[0086] f (z I Hi) 〇cexp(-(z-Zs)H(z-zs))
[0087] 其中，Z = [Z1，Z2，···，ZK]T，Zs= [Zs，Zs，···，Zs]T，Zl，Z2，···，ZK 分别表示每个脉冲对应 的观测统计量。
[0088] 这样，根据上述的Ho假设和出假设的观测量概率密度函数可以得到似然比为：
[0096]在上式的基础上，选择Re (zHzs)作为检测统计量，则判决表示式为：
[0099]由于在实际应用中，Zs可能无法提前得到，所以可利用最大似然估计，将Zs替换为 ，则上式可进一步简化为：
[0101]进一步的，定义= 则在Ho假设下，?(Ζ)的数学期望和方差分别为：
[0104] 其中，ejk和zsk分别表不每一次脉冲对应的ej和zs。
[0105] 在压假设下的数学期望和方差分别为：
[0108] 由于复高斯变量的实部和虚部都是独立的实高斯变量，且相互统计独立，方差相 同，均为复高斯随机变量方差的一半，所以检验统计量服从高斯分布，则有：
[0109] Re(zHzs)|H。~N(0，Es/2)，
[0110] Re(zHzs)|Ηι~N(Es，Es/2)，
[0111] 贝lj，偏移系数即为：
[0113] 这样，即可得到错误鉴别概率和正确鉴别概率：
[0114] Pfd=P(Hi I Ho) =Q[ γ /d+d/2],
[0115] Prd = P(Hi I Hi) =Q[ γ /d-d/2] =Q[Q_1(Pfd)-cI],
[0117]同时，根据上述分析，用于鉴别目标真伪的判决表达式为：
[0119]
，即判决此时的回波信号为目标回波信号，目标为真实目 标;反之：
，即判决此时的回波信号为干扰回波信号，目标为虚假目标。
[0120] 基于本发明实施例上述方案，通过不断改变发射天线的极化方式，并获取接收天 线接收到的回波信号，进而利用回波信号计算相应的错误鉴别概率和正确鉴别概率，基于 错误鉴别概率和正确鉴别概率确定最优的极化方式，从而实现对发射天线极化方式的优 化。这样，后续按照该最优的极化方式设置发射天线的极化方式后，即可提高雷达对目标的 正确鉴别概率。
[0121] 为说明本发明实施例方法的正确性，以下通过几组仿真实验予以验证：
[0122] 1、仿真实验参数设置
[0123] 本发明仿真实验中，设置一个真实目标以及一个虚假目标，且真实目标位于100距 离单元处，虚假目标位于150距离单元处，目标极化散射矩阵
，虚假目标的 极化方式为右旋圆极化，信噪比SNR = 5dB，干噪比JNR = 20dB，一个相干处理周期内有32个 脉冲。
[0124] 2、实验内容及结果
[0125] 实验一:采集回波数据，利用所采集回波数据计算得到对应的观测向量z，并根据 观测向量z计算得到对应的检测统计量Re(z HZs)在Ho假设下和出假设下的概率密度函数。
[0126] 图3 (a)所示为Hi假设下（即真实目标）的检验统计量的概率密度函数 (Probability Density Function JDF)与理论FOF的对比示意图。图3(b)所示为Ho假设下 (即虚假目标)的检验统计量的PDF与理论TOF的对比示意图。
[0127] 实验二、将SNR固定为5dB，改变PFD的值，采用本发明实施例的优化发射极化方法以 及现有的固定发射极化方式进行优化，并对比二者的正确鉴别性能。
[0128] 图4所示为采用本发明实施例的优化发射极化方法以及现有的固定发射极化方式 进行优化后得到的鉴别曲线比较图。
[0129] 实验三、将错误鉴别概率PFD固定为0.01，改变SNR的值，采用本发明实施例的优化 发射极化方法以及现有的固定发射极化方式进行优化，并对比二者的SNR。
[0130] 图5所示为采用本发明实施例的优化发射极化方法以及现有的固定发射极化方式 进行优化后得到SNR随正确鉴别概率变化示意图。
[0131] 3、仿真结果分析
[0132] 从图3可以看出，两个检验统计量均符合高斯分布，说明本发明实施例方法中的数 学模型建立正确。
[0133] 从图4可以看出，相同信噪比条件下，当PFD提升时，PRD也同时提升，同时本发明实 施例的优化发射极化设计方法比现有的固定发射极化设计方法在性能上有明显的提升。
[0134] 从图5可以看出，随着信噪比的增大，正确鉴别概率也随之提升。本发明实施例的 优化发射极化设计方法比现有的固定发射极化设计方法在性能上有明显的提升。
[0135] 本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光 盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0136] 以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1. 一种发射天线极化的优化方法，其特征在于，所述方法应用于雷达系统，所述雷达系 统包括雷达W及干扰机;其中，所述雷达设置有两个发射天线W及一个接收天线，所述两个 发射天线用于向待检测区域发射相互正交的电磁波信号，所述接收天线用于接收所述待检 测区域中的目标散射的回波信号； 所述方法包括如下步骤： 步骤1，获取所述两个发射天线的N组备选极化方式，其中每组极化方式包括所述两个 发射天线中的第一发射天线的极化方式W及所述两个发射天线中的第二发射天线的极化 方式，N为整数，N>1; 设置错误鉴别概率的口限值n，并将循环次数i初始化为1，最大正确鉴别概率扣D_MAX初 始化为0; 步骤2，确定N组备选极化方式中的第i组极化方式，按照所述第i组极化方式设置所述 两个发射天线的极化方式，之后，在第i个相干处理周期内控制所述两个发射天线向所述待 检测区域发射K个脉冲信号，并控制所述接收天线在所述K个脉冲信号中的每个脉冲信号发 射时接收所述待检测区域中的目标散射的回波信号，K为整数，K表示所述发射天线在一个 相干处理周期内发射的脉冲信号的个数； 步骤3，在所述第i个相干处理周期结束后，获取所述接收天线在所述K个脉冲信号中的 每个脉冲信号发射时所接收到的回波信号，得到K个回波信号； 利用两路匹配滤波器A (/)- < (0和馬的二对所述K个回波信号中的每个回波信号 进行两路匹配滤波，得到K个匹配滤波输出信号^1，^2，-，，^};其中，31(*)表示所述第一发 射天线发射的电磁波信号，S2(t)表示所述第二发射天线发射的电磁波信号，*表示共辆运 算； 步骤4,利用步骤3中得到的所述K个匹配滤波输出信号^1，^2，-，，^}，构造得到1(个观 测统计量{Z1，Z2,…，ζκ};其中，所述K个观测统计量中的第k个观测统计量T表示矩阵或向量的转置运算； 利用所述K个观测统计量{zi，Z2，· · ·，ζκ}计算得質，.进而利用Zs计算得到Es = K I Zs I 2，利用Es计算得到偏移系数d2 =沈S ; 利用所述偏移系数d2,计算得到所述第i组极化方式下的错误鉴别概率扣D_i; 步骤5,判断所述第i组极化方式下的错误鉴别概率Pfd_i是否大于所述错误鉴别概率的 口限值η; 若所述第i组极化方式下的错误鉴别概率Pfd_i小于等于所述错误鉴别概率的口限值η， 则转至步骤6; 若所述第i组极化方式下的错误鉴别概率Pfd_i大于所述错误鉴别概率的口限值η，则利 用步骤3中得到的所述偏移系数d2计算得到所述第i组极化方式下的正确鉴别概率扣D_i，判 断所述第i组极化方式下的正确鉴别概率Prd_i是否大于所述最大正确鉴别概率Prd_max;若 否，转至步骤6 ;若是，则令最大正确鉴别概率PRD_MAX = PRD_i，并令j = i，转至步骤6 ; 步骤6,判断i是否小于N;若是，令循环次数i加1，转至步骤2;若否，转至步骤7; 步骤7,输出最大正确鉴别概率Prd_max，并将所述N组备选极化方式中的第j组极化方式 确定为所述两个发射天线的最优极化方式。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，所述利用所述偏移系数d2，计算得 到所述第i组极化方式下的错误鉴别概率扣D_i，包括： 利用所述偏移系数d2,根据公式:扣d_i = Q[丫/d+d/2]，计算得到所述第i组极化方式下 的错误鉴别概率扣D_i;其中丫为判决口限。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤5中，所述利用步骤3中得到的所述 偏移系数d2计算得到所述第i组极化方式下的正确鉴别概率Prd_i，包括： 利用步骤3中得到的所述偏移系数d2,根据公式:Prd_i = Q[丫 /d-d/2]，计算得到所述第i 组极化方式下的正确鉴别概率Prd_i;其中γ为 判决口限。4. 根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤3中，Κ个匹配滤波输出信号 1X1，Χ2，…，χκ}中的第k个匹配滤波输出信号的表达式为：式中，Xk表示第k个匹配滤波输出信号，Xkl表示第k个匹配滤波输出信号Xk的第一路信 号，Xk2表示第k个匹配滤波输出信号Xk的第二路信号，yk(t)表示接收天线在K个脉冲信号中 的第k个脉冲信号发射时所接收到的回波信号，hi(t)和h2(t)表示匹配滤波器。5. 根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述错误鉴别概率的口限值η大 于0且小于10-2。
【文档编号】G01S7/36GK106093889SQ201610686339
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月18日 公开号201610686339.0, CN 106093889 A, CN 106093889A, CN 201610686339, CN-A-106093889, CN106093889 A, CN106093889A, CN201610686339, CN201610686339.0
【发明人】陈伯孝, 王睿智, 项喆, 杨明磊
【申请人】西安电子科技大学