[发明专利]基于多普勒引导的多帧联合小目标双重检测方法

权利要求书

1.一种基于多普勒引导的多帧联合小目标双重检测方法，包括：

(1)利用雷达发射机发射连续的脉冲信号，雷达接收机接收θ×I×N维的回波数据矩阵X，其中，θ表示帧数即扫描数，I表示距离单元数，N表示积累脉冲数；

(2)利用回波数据矩阵X沿着脉冲维求不同多普勒通道下的广义似然比线性门限检测器的检测统计量，计算数据矩阵Z，其中，数据矩阵Z的第m行i列n页的数据为Z(m,i,n)：

X(m,i)表示回波数据矩阵X的第m行i列的回波数据；λ表示逆高斯纹理下的形状参数；η表示逆高斯纹理下的尺度参数；M(m,i)表示回波数据矩阵X的第m行i列的回波数据的散斑协方差矩阵；p(f_n)表示多普勒频率f_n下的多普勒导向矢量；

(3)对数据矩阵Z沿着多普勒通道维进行如下处理：

(3a)计算广义似然比线性门限检测器的最大检测统计量矩阵ξ₁，其中统计量矩阵ξ₁的第m行i列的数据为ξ₁(m,i)：

(3b)计算最大检测统计量对应的多普勒通道矩阵其中多普勒通道矩阵的第m行i列的数据为

(4)给定第一重检测的虚警概率p₁和第二重检测的虚警概率p，并通过蒙特卡罗实验计算第一重检测门限T₁，其中，p₁≥p；

(5)根据第一重检测门限T₁重新设置最大检测统计量矩阵ξ₁和多普勒通道矩阵

(5a)重新设置的最大检测统计量矩阵ξ₁′的第m行i列的数据为：

(5b)重新设置的多普勒通道矩阵的第m行i列的数据为：

(6)给定窗长2L+1，对于第m行i列的待检测单元d，利用其多普勒通道信息作为引导，设计对应于检测单元d的方向匹配滤波器，按如下步骤进行：

(6.1)给定窗长2L+1，在保证所有方向都能扫描到的情况下，根据k的取值范围不同，确定方向匹配滤波器的类型，当k＝0,1,...2L-1时，为横向匹配滤波器；当k＝2L,2L+1,...4L-1时，为纵向方向匹配滤波器，分别计算这两种匹配滤波器的第m行i列的数据h_k(m,i)为：

横向匹配滤波器：

纵向匹配滤波器：

其中：fix表示向零取整，L为正整数L≥4；

(6.2)分别计算第k个不同方向匹配滤波器对应的速度v_k为：

第k个横向匹配滤波器：

第k个纵向匹配滤波器：

其中，Δr表示距离门的宽度；ΔT表示多帧扫描时每一帧的扫描时间；

(6.3)利用步骤(5)中得到的对应于检测单元d的多普勒引导信息确定与当前待检测单元多普勒速度差值最小的方向匹配滤波器k_c：

其中：λ为雷达工作波长，T_r为脉冲重复周期；

(6.4)以与当前待检测单元d的多普勒速度差值最小的方向匹配滤波器k_c为中心，选取左右各τ个方向匹配滤波器作为当前待检测单元的方向匹配滤波器组,得到方向匹配滤波器组的序号矩阵k_f：

k_f＝mod(k_c+j,4L),j＝0,±1,...,±τ，

其中：mod表示取余操作；

(7)利用(6)中得到的方向匹配滤波器和重新设置的最大检测统计量矩阵ξ₁′，计算待检测单元d的检验统计量ξ；

(8)根据第二重检测的虚警概率p，通过蒙特卡罗实验计算第二重检测门限T；

(9)比较检验统计量ξ和第二重检测门限T的大小，判断出目标是否存在：

如果ξ≥T，则表明待检测距离单元d有目标，

如果ξ＜T，则表明待检测距离单元d没有目标。