[发明专利]一种信号失配下的参数可调双子空间信号检测方法

说明书

本发明提供一种信号失配下的参数可调双子空间信号检测方法，包括如下步骤：用训练样本形成采样协方差矩阵；用获得的采样协方差矩阵对待检测数据和左信号矩阵进行准白化；根据系统需求确定可调参数；利用可调参数、准白化后的左信号矩阵与待检测数据以及右信号矩阵构造检测统计量；计算检测统计量并与门限进行比较，若检测统计量高于门限，则判决目标存在；反之，则判决不存在目标。相比于传统检测方法，本发明设计的方法可通过调整可调参数实现对失配信号的稳健检测或者抑制，具有灵活的可调节特性；另外，检测方法本身具有恒虚警特性，因此无需额外的恒虚警处理步骤。

技术领域

本发明涉及一种信号失配下的参数可调双子空间信号检测方法，尤其适用于多通道有源相控阵雷达。

背景技术

目标检测是雷达最基本也是最重要的功能之一。当前，随着理论的发展与制造工艺的提升，雷达的分辨力不断提高，目标回波往往占据多个距离分辨单元、多个多普勒分别单元，甚至多个方位分辨单元。相应地，单个目标的雷达接收数据往往以双子空间信号形式存在，双子空间信号指的是行和列所在的子空间已知而坐标未知的矩形值信号。此外，对于由于相控阵雷达或多输入多输出(MIMO)雷达，数据的多通道特性在提升系统自由度的同时，也带来了某些问题，例如各通道之间的误差往往导致信号的导向矢量存在失配；而且，干扰信号的存在也会导致信号失配现象发生。因此，现阶段针对矩阵值信号检测的研究仍有不足。

发明内容

本发明的目的在于解决当信号发生失配时，矩阵值信号检测不到位的难题。

本发明提出如下的技术方案，一种信号失配下的参数可调双子空间信号检测方法，包括如下步骤：

用训练样本形成采样协方差矩阵；

用获得的采样协方差矩阵对待检测数据和左信号矩阵进行准白化；

根据系统需求确定可调参数；

利用可调参数、准白化后的左信号矩阵与待检测数据以及右信号矩阵构造检测统计量；

计算检测统计量并与门限进行比较，若检测统计量高于门限，则判决目标存在；反之，则判决不存在目标。

进一步地，所述用训练样本形成采样协方差矩阵为：其中，N×1维列向量x_e,l表示第l个训练样本，L为训练样本数，上标(·)^H为共轭转置。

进一步地，所述用获得的采样协方差矩阵对待检测数据和左信号矩阵进行准白化后分别得到：和其中，S^-1/2＝UΛ^-1/2U^H，U为S特征分解时的酉矩阵，Λ＝diag(λ₁,λ₂,...,λ_N)为相应的对角矩阵，λ_n为第n个特征值，n＝1,2,…,N，diag(·)表示对角矩阵，X为N×K维待检测数据，H为N×J维左信号矩阵。

进一步地，所述根据系统需求确定可调参数：若需要稳健检测方法则设置0＜γ＜1，若需要失配敏感检测方法则设置1＜γ＜3。

进一步地，所述利用可调参数、准白化后的左信号矩阵与待检测数据以及右信号矩阵构造检测统计量为：其中，tr(·)表示矩阵的迹，

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明设计的检测方法无需独立的滤波过程，相比于传统先滤波后恒虚警处理的分步检测方法相比，具有简洁的检测流程；

2.本发明设计的检测方法具有恒虚警率特性，无需额外的恒虚警处理步骤；

3.本发明所设计的检测方法根据系统需要，通过调整可调参数可实现对失配信号的稳健检测或抑制。

附图说明