[发明专利]一种无直达波条件下分布式无源雷达目标检测的方法

说明书

技术领域

本发明属于分布式无源雷达目标检测技术领域，特别涉及一种无直达波条件下分布式无源雷达目标检测的方法。

背景技术

国内外许多实验已证明，基于第三方非合作辐射源的无源雷达具有很好的探测潜力，能够实现对空中小目标和低空飞行目标的探测和定位。为进一步提高目标探测稳定性和跟踪连续性，欧洲和美国许多研究机构已开展了基于FM、DAB、DVB-T、GPS信号的多发多收体制的分布式无源雷达技术研究。

目前，分布式无源雷达的目标检测方法是基于经典的匹配滤波理论，即利用每个发射机-目标-接收机双基地对，无源雷达接收机将直达波和目标回波分开接收，分别对应参考通道和目标监视通道，然后通过使天线定向指向发射机和预计目标出现的区域来获取目标回波信号。在监视通道利用自适应滤波技术来抑制直达波和其他杂波的干扰，而在参考通道利用均衡技术进一步分离直达波信号，然后计算参考通道和监视通道接收信号间的互模糊函数或广义互相关。若互模糊函数图中有信号过门限则认为检测到目标，而利用对应的目标双基地距离、双基地多普勒和到达角信息实现对目标的定位与跟踪。由于目标检测是在每个双基地发射接收对内分别进行的，因此是分布式目标检测，检测结果在后续进行融合处理。由于这与有源雷达采用的匹配滤波处理过程基本类似，因此这种处理方法在实际无源雷达目标检测中常用。计算参考通道和监视通道接收信号间的互模糊函数的过程与有源雷达中进行的匹配滤波处理近似，参考通道的信号就是对先验未知的发射信号的一种估计。

事实上，有源雷达中的匹配滤波是一种在奈曼-皮尔逊准则下，对发射信号准确已知时的最优滤波器，而分布式无源雷达系统采用经典的匹配滤波理论进行目标检测的前提是其能够实时地获取直达波，且直达波信噪比比较高，能够利用参考通道接收到的直达波信号高质量地估计出发射信号，从而获得近似最优的检测性能。

然而，在分布式无源雷达中，如果直达波信号信噪比比较低，无法高质量地估计出发射信号，则导致与真实的发射信号失配，检测性能将下降，甚至无法检测到目标。虽然通过通道均衡处理在某种程度上减轻失配影响，但不可能完全消除失配。此外，在实际中由于复杂地形环境的影响，如果在非合作辐射源和接收机间的视距传播路径中还存在物理遮挡，无源雷达将接收不到来自非合作辐射源的直达波信号，采用经典的匹配滤波理论无法完成目标检测。因此，通过计算参考通道和监视通道接收信号间的互模糊函数或广义互相关的目标检测方法不适合于直达波信噪比很低或根本接收不到直达波信号的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种无直达波条件下分布式无源雷达目标检测的方法，能够用于解决多发多收几何架构下，分布式无源雷达接收不到直达波信号情况下的目标检测问题，其中要解决的技术问题包括：

(1)给出多发多收几何架构下，建立无直达波条件下分布式无源雷达目标回波信号分量的实施步骤；

(2)在多发多收几何架构下，构建无直达波条件下分布式无源雷达集中式目标检测统计量和目标检测的实施步骤。

本发明所述的一种无直达波条件下分布式无源雷达目标检测的方法，包括以下步骤：

(1)建立多发多收几何架构下目标回波信号分量的实施步骤，具体包括如下子步骤：

A1.构建目标运动时，分布式无源雷达系统中第i个辐射源发射的信号经目标反射后被第j个接收机阵列的第n阵元接收到并经基带处理后的目标回波信号分量

A2.对第ij个双基地对中，第j个接收机的第n个阵元接收到的由目标回波和接收机噪声组成的信号进行量化采样，采用时延多普勒算子表示其离散形式，并给出波束形成后的目标回波信号

A3.利用分布式无源雷达系统中N_r个接收机阵列接收到的与N_t个非合作雷达辐射源对应的所有目标回波信号采样，构造回波信号矩阵s；

(2)构建无直达波条件下分布式无源雷达集中式目标检测统计量，开展目标检测，具体包括如下子步骤；

B1.利用回波信号矩阵s构建二元备择假设检验；

B2.利用已构建的假设检验，推导其广义对数似然比，得到无直达波条件下分布式无源雷达目标检测的集中式检测统计量ξ_ss；

B3.根据分布式无源雷达系统中所有目标回波信号的实际采样，计算出目标检测统计量ξ_ss，通过比较检测统计量ξ_ss与门限κ的大小，然后判定目标是否存在，完成目标检测。