一种多雷达联合检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种多雷达联合检测方法，包括：S1、将多部雷达形成的多通道回波进行平方律检波，得到检波后的信号；S2、根据检波后的信号，进行基于信息熵的检测，得到检测结果；S3、根据所述检测结果，判断目标是否存在。本发明的检测方法，利用了不同通道回波SNR的差异进行检测，可以在多雷达形成的多通道回波SNR差异大的情况下，仍能很好的检测到目标，并且SNR差异越大，其检测性能越好。
【专利说明】
一种多雷达联合检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种多雷达联合检测方法。
【背景技术】
[0002] 多雷达检测是利用空间分布的多部雷达，每部雷达不仅接收自己发射信号的回 波，并且接收其它雷达发射信号的回波，从而获得不同方向相互独立的目标回波信号来抑 制雷达目标空间起伏造成的检测性能的不稳定性。
[0003] 在多雷达检测中，常用的一种检测方法是平方律检测法，当各通道的信噪比（SNR) 相同时，平方律非相参积累检测器具有最优的检测效果。然而，在目标各向散射截面积不 同、各雷达与目标距离不同等因素的影响下，各个通道的回波SNR将不同。在各通道SNR方差 大时，平方律检测器性能将恶化，从而影响检测效率。
【发明内容】
[0004] 基于上述问题，本发明提供一种多雷达联合检测方法，可以在多雷达形成的多通 道回波SNR差异大的情况下，仍能很好的检测到目标。
[0005] 为解决上述问题，本发明提供了一种多雷达联合检测方法，包括：
[0006] S1、将多部雷达形成的多通道回波进行平方律检波，得到检波后的信号；
[0007] S2、根据检波后的信号，进行基于信息熵的检测，得到检测结果；
[0008] S3、根据所述检测结果，判断目标是否存在。
[0009] 其中，所述步骤S1具体为：
[0010] 设定多部雷达形成的目标回波通道数为L，则在k时刻L个通道回波数据组成向量 为：
[0011] x(k) = [xi(k) X2(k)…xi(k)]
[0012] 进行平方律检波后，L个通道的数据向量为：
[0013] xs(k) = [ |xi(k) |2 |x2(k)|2 ··· | XL(k) |2]；
[0014] 其中，X1(k)为k时刻第1个通道的回波向量。
[0015]其中，所述步骤S2具体包括：
[0016]根据检波后的信号，计算时刻k的基于信息熵的检测统计量Tk:
[0018]其中，Pl(k)为回波功率分布，且
[0020]其中，所述步骤S3具体为：
[0021] S31、根据预设的虚警概率确定检测门限TH;
[0022] S32、比较检测统计量Tk与检测门限Τη的大小，判断目标是否存在，当所述检测统计 量小于门限值时，则判为存在目标;反之，则不存在目标，即
[0024] 本发明的多雷达联合检测方法，利用了不同通道回波SNR的差异进行检测，可以在 多雷达形成的多通道回波SNR差异大的情况下，仍能很好的检测到目标，并且SNR差异越大， 其检测性能越好。
【附图说明】
[0025] 图1示出了本发明的一种多雷达联合检测方法的流程图；
[0026] 图2示出了本发明的多雷达联合检测方法的仿真场景示意图；
[0027] 图3示出了本发明的一个实施例中雷达数为7时不同检测方法的检测结果对比示 意图；
[0028] 图4示出了本发明的一个实施例中雷达数为10时不同检测方法的检测结果对比示 意图；
[0029] 图5示出了本发明的一个实施例中雷达数为15时不同检测方法的检测结果对比示 意图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0031] 本发明提出的多雷达联合检测方法，利用了不同通道回波SNR的差异进行检测，可 以在多雷达形成的多通道回波SNR差异大的情况下，仍能很好的检测到目标。
[0032] 为了描述方便，本实施中设定多雷达二元假设检验模型如下。
[0033]多雷达系统中的每部雷达不仅接收自己发射信号的回波，并且接收其它雷达发射 信号的回波，形成多通道回波数据。k时刻多雷达探测系统形成的L个通道的回波数据对应 的二元假设检验问题可以写成如下形式
[0035] 其中，第k时刻的第1个通道数据X1(k)为经过空时配准后的回波向量，L为多雷达 系统的通道数。第k时刻、第1个通道的噪声m(k)为均值为零、方差为σ 2的白高斯噪声，并假 设各个通道的噪声方差相同。第1个通道的信号复幅度为 通道的回波信号的幅度，ΘΚ10为k时刻1通道的回波信号的相位，第k时刻L个通道的数据形 成向量x(k) = [xi(k) X2(k)…XL(k)]。
[0036] 以下通过实施例，详细说明本发明的基于信息熵的多雷达联合检测方法。
[0037] 图1示出了本发明的一种多雷达联合检测方法的流程图。
[0038]参照图1，本发明提供了一种多雷达联合检测方法，具体包括：
[0039] S1、将多部雷达形成的多通道回波进行平方律检波，得到检波后的信号；
[0040] 具体地，本实施例设定多部雷达形成的目标回波通道数为L，则在k时刻L个通道回 波数据组成向量为：
[0041] x(k) = [xi(k) X2(k)…XL(k)]
[0042] 进行平方律检波后，L个通道的数据向量为：
[0043] xs(k) = [ | xi(k) |2 | X2(k) |2 …| XL(k) |2]〇
[0044] S2、根据检波后的信号，进行基于信息熵的检测，得到检测结果;具体过程为，根据 检波后的信号，计算时刻k的基于信息熵的检测统计量Tk:
[0046]其中，P1(k)为回波功率分布，且
[0048] S3、根据所述检测结果，判断目标是否存在。该判断过程包括：
[0049] S31、根据预设的虚警概率确定检测门限Τη;
[0050] S32、比较检测统计量Tk与检测门限Τη的大小，判断目标是否存在，当所述检测统计 量小于门限值时，则判为存在目标;反之，则不存在目标，即
[0052]本发明的基于信息熵的多雷达联合检测方法，在每个采用时刻，多个通道回波数 据集合可认为是一个随机变量的可能的取值范围，对应的概率值为不同通道回波的功率归 一化值，根据概率值可获得这一随机变量的信息熵。
[0053]假设第k时刻，L个通道回波数据组成向量，
[0054] x(k) = [xi(k) X2(k)…XL(k)]
[0055] 那么，定义第k时刻L个通道回波的信息熵为，
[0057]当采用平方律检波时，将上式定义的信息熵记作多通道回波的信息熵。并且上述 的信息熵中概率密度为回波功率分布，
[0059] 由此可知，通过求不同通道的回波功率在所有通道回波的和的比例，可得到各通 道回波功率的概率。进而，通过回波功率的概率可得多通道回波的信息熵。
[0060] 根据信息熵理论可知，当k时刻L个通道的回波功率的归一化概率相等，gpPl(k)= P2(k)=…=pL(k) = 1/L时，多雷达回波信息熵取得最大值，即目标回波在各个通道功率的 概率分布越平坦熵值越大。在假定个通道噪声功率相同时，当存在目标且各通道回波SNR差 异大时，各通道回波的功率差别大，对应的多通道回波信息熵小；当不存在目标时，各通道 回波均为噪声，各通道回波功率差别小，对应的多通道回波信息熵大。因而，信息熵可用来 判断是否存在各通道SNR差异大的目标。
[0061] 在一个具体的实施例中，如图2是仿真场景示意图，图3、图4和图5为不同雷达数目 情况下不同检测方法的仿真结果图。在本实施例中，多雷达系统通道总数L。虚警概率为P fa = 10-4。最大通道回波RCS比最小通道回波RCS高30dB，噪声功率为1。仿真中考虑雷达数目为 7、10和15这三种情况，进行仿真验证。
[0062] 由仿真结果图2-图4可知，雷达数目越多，使得回波能量在各个通道的分配越分 散，此时多雷达联合检测的包络检测器和平方律检波效果越差，而基于信息熵的多雷达联 合检测效果越好。并且，信息熵检测性能最好，其次是平方律检测器，包络检测效果最差。因 而，信息熵检测在多通道回波SNR差异大时具有很好的检测效果，弥补了平方律检测在各个 通道回波SNR差别大时检测效果差的不足，与平方律检测形成了互补。
[0063] 本发明的多雷达联合检测方法，利用了不同通道回波SNR的差异进行检测，可以在 多雷达形成的多通道回波SNR差异大的情况下，仍能很好的检测到目标，并且SNR差异越大， 其检测性能越好。
[0064] 以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有 等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1. 一种多雷达联合检测方法，其特征在于，包括： 51、 将多部雷达形成的多通道回波进行平方律检波，得到检波后的信号； 52、 根据检波后的信号，进行基于信息赌的检测，得到检测结果； 53、 根据所述检测结果，判断目标是否存在。2. 如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，上述步骤S1具体为： 设定多部雷达形成的目标回波通道数为L，则在k时刻L个通道回波数据组成向量为： x(k) = [xi(k) X2化）…xiXk)] 进行平方律检波后，L个通道的数据向量为： Xs(k) = [|xi(k)|2 |x2(k)|2 …|xiXk)|2]; 其中，XI化)为k时刻第1个通道的回波向量。3. 如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括： 根据检波后的信号，计算时刻k的基于信息赌的检测统计量化：其中，P1化)为回波功率分布，且4. 如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体为： 531、 根据预设的虚警概率确定检测口限Τη ; 532、 比较检测统计量化与检测口限Τη的大小，判断目标是否存在，当所述检测统计量小 于口限值时，则判为存在目标;反之，则不存在目标，即
【文档编号】G01S13/04GK106093925SQ201610366345
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】葛建军, 李春霞, 张德, 刘光宏
【申请人】中国电子科技集团公司信息科学研究院