廣義帕累托雜波下稀疏距離擴展雷達目標的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達目標檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種廣義帕累托雜波下稀疏距離擴 展雷達目標的檢測方法，適用于寬帶高分辨雷達目標檢測。
【背景技術(shù)】
[0002] 在近幾十年內(nèi)，低分辨率雷達在不同雜波背景下的點狀目標自適應(yīng)檢測已經(jīng)被廣 泛地研究。然而，現(xiàn)代寬帶高分辨率雷達（HRR)能夠解析出雷達距離擴展目標的獨立散射 中心，寬帶高分辨率雷達能夠捕獲大量的雷達目標散射形狀的細節(jié)信息，用于進行雷達目 標的分類、識別和成像。然而，由于海尖峰的出現(xiàn)使得雜波的統(tǒng)計特性不能再用高斯隨機過 程建模描述，進而使得寬帶高分辨率雷達下的雜波模型隨之變得非常復(fù)雜。
[0003] 現(xiàn)代寬帶高分辨率雷達通常工作在雜波環(huán)境下。一般來說，云、雨、霧、陸地以及海 洋表面的回波比接收器的噪聲要大很多，雜波環(huán)境下的距離雷達目標檢測器在近幾年被廣 泛研究，研究人員致力于研究高斯雜波和K分布雜波下的距離擴展雷達目標各自的檢測性 能，K分布已被證實在大多數(shù)情況下對于雜波是很好的模型。然而，海尖峰的出現(xiàn)使標準K 分布在重拖尾區(qū)域的擬合效果很差，混合分布如已知的K分布雖提高了水平極化雜波的擬 合程度，但是KK分布卻需要更多的參數(shù)去描述雜波。
[0004] 近些年，研究人員提出用廣義帕累托分布（GP)來描述海雜波，特別是對于在低擦 地角高分辨率情況下的海雜波，帕累托雜波下的距離擴展雷達目標的自適應(yīng)檢測器也相繼 (RST-GLRT)被提出，其中認為每個距離單元的雜波紋理分量服從獨立同分布（IIID)。然 而，對于每個距離單元的紋理分量一致的均勻雜波環(huán)境，距離擴展雷達目標的廣義似然比 檢測器檢測效果會明顯下降；并且，非起伏稀疏距離擴展雷達目標的散射體可能只占據(jù)雷 達目標距離擴展范圍的一節(jié)，使得雷達回波數(shù)據(jù)的振幅估計方法也需要重新考慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種廣義帕累托雜波背景 下的自適應(yīng)稀疏距離擴展雷達目標的檢測方法，該方法能夠克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，并 能夠提高寬帶高分辨率雷達目標的檢測性能。
[0006] 為達到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。
[0007] -種廣義帕累托雜波下稀疏距離擴展雷達目標的檢測方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1，雷達目標的檢測模型采用二元假設(shè)法描述如下：
[0009]
[0010] 其中，H。表示假設(shè)無雷達目標存在，Hi表示假設(shè)有雷達目標存在，zk，表示被用來參 考的第k'個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的次要數(shù)據(jù)，zk，，表示第k"個距離單元的雷達回波數(shù) 據(jù)，zk表示第k個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)，ck，表示第k'個距離單元雷達回波 數(shù)據(jù)的次要數(shù)據(jù)的海雜波回波，ck，，表示第k"個距離單元雷達回波數(shù)據(jù)的海雜波回波，(^表 示第k個距離單元雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)的海雜波回波，sk表示第k個距離單元雷達回 波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)的雷達目標回波，K表示雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的距離單元個數(shù)， R表示雷達回波數(shù)據(jù)的次要數(shù)據(jù)包含的距離單元個數(shù)；
[0011] 步驟2,分別設(shè)定包含雷達目標的雷達目標信號和包含海雜波的海雜波信號，并根 據(jù)步驟1所述的雷達目標檢測模型，對所述雷達目標信號進行建模，得到第k個距離單元的 雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的所述雷達目標信號的數(shù)學(xué)模型sk;對所述海雜波信號進行 建模，得到第k個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的所述海雜波信號的復(fù)合高斯 向量ck;其中，ke{1，2,…，K}，K表示雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的距離單元個數(shù)；
[0012] 步驟3,根據(jù)第k個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的雷達目標信號的 數(shù)學(xué)模型Sk和第k個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的海雜波信號的復(fù)合高斯 向量ck，并利用Neyman-Pearson準貝lj，得到第1個距離單元~第K+R個距離單元雷達回波 數(shù)據(jù)對應(yīng)的似然比檢測統(tǒng)計量A(1:K+R);其中，ke{1，2，一，1(}，1(表示雷達回波數(shù)據(jù)的 主要數(shù)據(jù)包含的距離單元個數(shù)，R表示雷達回波數(shù)據(jù)的次要數(shù)據(jù)包含的距離單元個數(shù)；
[0013] 步驟4,利用第1個距離單元~第K+R個距離單元雷達回波數(shù)據(jù)對應(yīng)的似然比檢測 統(tǒng)計量Λ(1:K+R)，得到均勻帕累托雜波的距離擴展雷達目標檢測器；
[0014] 步驟5,根據(jù)均勻帕累托雜波的距離擴展雷達目標檢測器，分別得到均勻帕累托雜 波距離擴展雷達目標的廣義似然比檢測器和均勻帕累托雜波非起伏稀疏距離擴展雷達目 標的廣義似然比檢測器；
[0015] 步驟6,根據(jù)均勻帕累托雜波距離擴展雷達目標的廣義似然比檢測器和均勻帕累 托雜波非起伏稀疏距離擴展雷達目標的廣義似然比檢測器，設(shè)定所述雷達目標的虛警概率 PFA，然后計算得到雷達回波數(shù)據(jù)的似然比檢測器的檢測門限T;
[0016] 步驟7,根據(jù)雷達回波數(shù)據(jù)的似然比檢測器的檢測門限T，選取雷達回波數(shù)據(jù)中第 k"個距離單元為檢測單元，計算該檢測單元的檢測統(tǒng)計量Λ，再將該檢測單元的檢測統(tǒng)計 量Λ與雷達回波數(shù)據(jù)的似然比檢測器檢測門限Τ進行比較，判斷該檢測單元中是否存在所 述雷達目標；
[0017] 如果Λ彡Τ，說明該檢測單元中存在所述雷達目標；如果Λ〈Τ，則說明該檢測單元 中沒有所述雷達目標，進而獲知雷達回波數(shù)據(jù)中每一個距離單元存在的所述雷達目標；
[0018] 其中，k"e{1，2，*"，1(，1(+1，*"，1(+1?}，1(表示雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的距離 單元個數(shù)，R表示雷達回波數(shù)據(jù)的次要數(shù)據(jù)包含的距離單元個數(shù)。
[0019] 本發(fā)明的有益效果為：
[0020] 第一，本發(fā)明在帕累托雜波環(huán)境下，利用均勻雜波的紋理分量均勻性，與傳統(tǒng)的距 離擴展雷達目標廣義似然比檢測器（RST-GLRT)相比有更好的檢測性能；
[0021] 第二，本發(fā)明提出了一種寬帶非起伏模型的振幅估計方法，該方法有效提高了對 振幅的估計準確度，進而提高了檢測器的檢測性能。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0023] 圖1為本發(fā)明的一種廣義帕累托雜波下稀疏距離擴展雷達目標的檢測方法實現(xiàn) 流程圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明與傳統(tǒng)檢測器在形狀參數(shù)v= 2條件下的檢測性能對比圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明與傳統(tǒng)檢測器在形狀參數(shù)v= 16條件下的檢測性能對比圖。
【具體實施方式】
[0026] 參照圖1，為本發(fā)明的一種廣義帕累托雜波下稀疏距離擴展雷達目標的檢測方法 實現(xiàn)流程圖，該種廣義帕累托雜波下稀疏距離擴展雷達目標的檢測方法，包括以下步驟：
[0027] 步驟1，采用二元假設(shè)法描述雷達目標檢測問題，其表述如下：
[0028]
<1>
[0029] 其中，H。表示假設(shè)無雷達目標存在，Hi表示假設(shè)有雷達目標存在，zk，表示被用來參 考的第k'個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的次要數(shù)據(jù)，zk，，表示第k"個距離單元的雷達回波數(shù) 據(jù)，zk表示第k個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)，ck，表示第k'個距離單元雷達回波 數(shù)據(jù)的次要數(shù)據(jù)的海雜波回波，ck，，表示第k"個距離單元雷達回波數(shù)據(jù)的海雜波回波，(^表 示第k個距離單元雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)的海雜波回波，sk表示第k個距離單元雷達回 波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)的雷達目標回波，K表示雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的距離單元個數(shù)， R表示雷達回波數(shù)據(jù)的次要數(shù)據(jù)包含的距離單元個數(shù)。
[0030] 步驟2,分別設(shè)定包含雷達目標的雷達目標信號和包含海雜波的海雜波信號，并根 據(jù)步驟1所述的雷達目標檢測模型，對所述雷達目標信號進行建模，得到第k個距離單元的 雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的所述雷達目標信號的數(shù)學(xué)模型Sk;對所述海雜波信號進行 建模，得到第k個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的所述海雜波信號的復(fù)合高斯 向量Ck;其中，ke{1，2,…，K}，K表示雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含的距離單元個數(shù)。
[0031] 2. 1設(shè)定包含雷達目標的雷達目標信號，并根據(jù)步驟1所述的雷達目標檢測模型， 對所述雷達目標信號建模，得到第k個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含所述雷達 目標信號的數(shù)學(xué)模型sk。
[0032] 具體地，第k個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)包含所述雷達目標信號的數(shù) 學(xué)模型Sk，其具體表達式為：
[0033] sk=akp
[0034] 其中，假設(shè)所述雷達目標信號沒有多普勒偏移和距離游走效應(yīng)，^如表 示第k個距離單元的雷達回波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)的復(fù)振幅，rk表示第k個距離單元的雷達回 波數(shù)據(jù)的主要數(shù)據(jù)的振幅，表示第k個距