[发明专利]基于杂波协方差矩阵估计的距离扩展目标检测方法及装置

说明书

本发明提供一种基于杂波协方差矩阵估计的距离扩展目标检测方法及装置，所述方法包括：将获取到的若干组雷达回波数据子矩阵输入至预设的似然函数乘法器模型，输出杂波协方差矩阵的似然函数；将所述若干组雷达回波数据子矩阵、所述似然函数、获取到的迭代步长以及获取到的权重调整因子，输入至预设的迭代算法模型，输出所述杂波协方差矩阵的估计值。本发明提供的基于杂波协方差矩阵估计的距离扩展目标检测方法及装置，无需辅助数据，在非完整观测下进行参数估计时联合考虑似然函数最大化和杂波协方差矩阵秩最小化，在迭代求解过程中动态调整权重，提高了杂波协方差矩阵的估计精度，进而提升了距离扩展目标检测性能，提高了检测精度和检测准确度。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于杂波协方差矩阵估计的距离扩展目标检测方法及装置。

背景技术

雷达作为一种探测手段，为获取探测对象的更多细节信息，需要高分辨性能。但高分辨雷达大孔径、大带宽、较长探测时间的特点也给目标检测带来一些新的问题。

现有技术中，一方面，随着雷达距离分辨力不断提高，目标在距离维上的分布范围大于雷达距离分辨力，成为距离扩展目标。此时，传统点目标模型不再成立，需要建立基于扩展目标模型的检测方法。另一方面，由于雷达所处电磁环境日趋复杂，易受同类设备、其他辐射源干扰，导致接收数据缺失。例如，压缩采样会导致时域数据缺失，阵元失效导致空域数据缺失，频带干扰导致频域数据缺失。我们这种接收数据在时、空、频的某个或某几个域出现数据缺失的现象统称为非完整观测。非完整观测在实际应用场景中的广泛存在已经引起学者关注。如在信号频谱估计、多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)雷达中的波达方向(Direction Of Arrival，DOA)估计、通信雷达频谱共享中的波形设计等。而在当前高斯杂波、白噪声背景下的距离扩展目标检测领域，广义似然比检验(Generalized Likelihood Ratio Test，GLRT)得到广泛应用。在GLRT方法中，杂波协方差矩阵是检测器重要的待估参数之一。现有的基于GLRT的距离扩展目标检测方法从最大化似然函数出发，均要求能够得到待检单元的大量完整观测数据，部分方法还需要借助足够多与待检单元具有相同统计特性且不含目标雷达回波的辅助数据，以完成对杂波协方差矩阵的估计。

但是，根据现有技术中的杂波协方差矩阵估计方法，当出现非完整观测时，由于数据缺失，当前扩展目标检测方法中杂波协方差矩阵估计精度均会出现不同程度的降低，进而导致目标检测性能下降，检测精度和检测准确度也较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于杂波协方差矩阵估计的距离扩展目标检测方法及装置，解决了现有技术中的目标检测性能低，检测精度和检测准确度低的技术问题。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种基于杂波协方差矩阵估计的距离扩展目标检测方法，包括：

将获取到的若干组雷达回波数据子矩阵输入至预设的似然函数乘法器模型，输出杂波协方差矩阵的似然函数；

将所述若干组雷达回波数据子矩阵、所述似然函数、获取到的迭代步长以及获取到的权重调整因子，输入至预设的迭代算法模型，输出所述杂波协方差矩阵的估计值，并基于所述杂波协方差矩阵的估计值，对距离扩展目标进行检测。

另一方面，本发明提供一种基于杂波协方差矩阵估计的距离扩展目标检测装置，包括：

似然函数表征模块，用于将获取到的若干组雷达回波数据子矩阵输入至预设的似然函数乘法器模型，输出杂波协方差矩阵的似然函数；

迭代算法模块，用于将所述若干组雷达回波数据子矩阵、所述似然函数、获取到的迭代步长以及获取到的权重调整因子，输入至预设的迭代算法模型，输出所述杂波协方差矩阵的估计值，并基于所述杂波协方差矩阵的估计值，对距离扩展目标进行检测。