基于自适应MTI滤波器的双通道非相干检测方法与流程

技术特征：
1.基于自适应mti滤波器的双通道非相干检测方法，其特征在于，包括：(1)利用雷达发射连续的脉冲信号，脉冲信号照射到物体表面产生回波，利用雷达接收大小为k
×
q的回波数据矩阵x，其中k表示雷达接收回波数据的距离单元数即距离维，q表示雷达接收信号的脉冲数即脉冲维；(2)将回波数据矩阵x沿脉冲维进行重新划分，即将回波数据矩阵x按照累积脉冲数n从左到右每n列组成一个回波数据块，共划分为b个回波数据块，得到回波数据重新组合成大小为n
×
k
×
b的三维矩阵d；(3)将重新组合的回波数据d沿距离维进行分块处理，每r个距离单元组成一个距离块，其中r为正整数且r∈[2,k]，若最后剩余的距离单元不足r个，则将最后剩余的距离单元组成一个距离块。(4)确定重新组合的回波数据d中第w个累积脉冲的第b个距离单元为待检测距离单元z
b,w
，此距离单元属于该回波数据d的第q个距离块d
q
，选取距离块d
q
的第w个累积脉冲的所有距离单元作为参考单元，将距离块d
q
的距离单元数目表示为p，计算第q个距离块d
q
的第w个累积脉冲的协方差矩阵估计值其中w＝1,2,...,β且b＝1,2,...,k；p为大于等于1的自然数；(5)根据协方差矩阵设计r阶自适应动目标检测mti滤波器，r为正整数且r∈[3,n
‑
2]，将待检测距离单元z
b,w
通过滤波器处理得到滤波后的待检测距离单元z
′
b,w
和滤波后第q个距离块d
q
的第w个累积脉冲的协方差矩阵(6)设计两个通道，第一通道根据检测距离单元z
b,w
和协方差矩阵算出回波数据d中第w个累积脉冲的第b个距离单元的检验统计量ζ
1,b,w
；第二通道根据滤波后的待检测距离单元z
′
b,w
和协方差矩阵计算滤波后回波数据d中第w个累积脉冲的第b个距离单元的检验统计量ζ
2,b,w
；(7)将两个通道得到的两个检验统计量ζ
1,b,w
和ζ
2,b,w
进行比较，取较大的检验统计量作为回波数据d中第w个累积脉冲的第b个距离单元的最大检验统计量ζ
b,w
；(8)将(4)到(7)的过程遍历回波数据d，得到k
×
b个最大检验统计量，将这些最大检验统计量按降序排列，在降序排列后的k
×
b个最大检验统计量中，取第[k
×
b
×
f]个值作为检测门限t
ζ
，其中[k
×
b
×
f]表示不超过实数k
×
b
×
f的最大整数，f表示设定的虚警概率，f∈(0,1)；(9)将最大检验统计量ζ
b,w
与检测门限t
ζ
进行比较，判断目标是否存在：如果ζ
b,w
≥t
ζ
，则回波数据的第w个累积脉冲的第b个距离门存在目标，否则，回波数据的第w个累积脉冲的第b个距离门没有目标。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(4)中计算第q个距离块d
q
的第w个累积脉冲的协方差矩阵估计值公式如下：
其中，上标h表示对矩阵取共轭转置，z
a,q,w
表示回波数据d中第w个累积脉冲的第q个距离块的第a个距离单元回波数据。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(5)中将待检测距离单元z
b,w
通过滤波器处理得到滤波后的待检测距离单元z
′
b,w
和滤波后第q个距离块d
q
的第w个累积脉冲的协方差矩阵表示如下：z
′
b,w
＝uz
b,w
其中，上标h表示对矩阵取共轭转置，转移矩阵u的形式表示如下：其中，标量α、β和γ分别为中间矩阵a的最小特征值对应的特征向量的三个元素，中间矩阵a表示如下：其中，n为求和符号中的中间变量。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(6)中第一通道根据检测距离单元z
b,w
和协方差矩阵计算回波数据d中第w个累积脉冲的第b个距离单元的检验统计量ζ
1,b,w
，公式如下：其中，median(
·
)表示对括号里的数组取中值，g
1,b,w
是第一通道中第w个累积脉冲的第b个距离单元的的中间变量，表示为：上标h表示对矩阵取共轭转置；g
1,r
×
(q
‑
1) 1,w
是第一通道中第w个累积脉冲的第r
×
(q
‑
1) 1个距离单元的的中间变量，表示为：g
1,r
×
(q
‑
1) 2,w
是第一通道中第w个累积脉冲的第r
×
(q
‑
1) 2个距离单元的的中间变量，表示为：
g
1,r
×
(q
‑
1) p,w
是第一通道中第w个累积脉冲的第r
×
(q
‑
1) p个距离单元的的中间变量，表示为：。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(6)中第二通道根据滤波后的待检测距离单元z
′
b,w
和协方差矩阵计算滤波后回波数据d中第w个累积脉冲的第b个距离单元的检验统计量ζ
2,b,w
，公式如下：其中，median(
·
)表示对括号里的数组取中值，g
2,b,w
是第二通道中第w个累积脉冲的第b个距离单元的的中间变量，表示为：上标h表示对矩阵取共轭转置；g
2,r
×
(q
‑
1) 1,w
是第二通道中第w个累积脉冲的第r
×
(q
‑
1) 1个距离单元的的中间变量，表示为：g
2,r
×
(q
‑
1) 2,w
是第二通道中第w个累积脉冲的第r
×
(q
‑
1) 2个距离单元的的中间变量，表示为：g
2,r
×
(q
‑
1) p,w
是第二通道中第w个累积脉冲的第r
×
(q
‑
1) p个距离单元的的中间变量，表示为：

技术总结
本发明公开了一种基于自适应MTI滤波器的双通道非相干检测方法。其实现方案是：利用雷达接收回波数据矩阵；参考累积脉冲数对回波数据矩阵沿脉冲维进行重新组合并沿距离维进行分块处理；在处理过的回波数据中确定待检测距离单元并估计其协方差矩阵；利用协方差矩阵估计值设计自适应MTI滤波器；利用得到的滤波器设计两个检测通道并分别计算得到每个通道待检测距离单元的检验统计量；比较两个通道的检验统计量并得出最大检验统计量；根据以上检测步骤，通过蒙特卡罗方法计算出判决门限；将大于门限的最大检测统计量所在的距离单元判定为有目标，反之为无目标。本发明能有效抑制海杂波，提高检测效果，可用于对海雷达在海杂波背景下的目标检测。背景下的目标检测。背景下的目标检测。


技术研发人员：水鹏朗 孙卓 许述文
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2021.08.17
技术公布日：2021/11/28