非高斯杂波下距离扩展目标检测器的失配性能分析

在球不变随机向量杂波条件下,研究了目标方向向量失配时距离扩展目标的检测问题.针对不依赖于散射点密度的广义似然比检验检测器,从理论上分析了信号实际方向向量与导向矢量失配对检测性能的影响,推导了失配条件下的检测和虚警概率公式,证明了检测器的恒虚警率特性.仿真实验表明,检测器对能量均匀分布的目标具有最佳性能,对失配目标信号具有很强的抑制能力;进一步分析表明,目标幅度起伏会带来一定的检测损失,而距离单元间散射点的相关性在高值检测概率区也会引起检测损失.     

非高斯杂波下基于子空间的距离扩展目标检测器

在辅助数据缺失的非高斯杂波背景下,采用两步法设计策略研究了距离扩展目标检测方法.首先,在杂波纹理分量已知的条件下,对待检测数据进行高斯化,利用高斯背景下杂波协方差矩阵和目标散射点幅度的合适估计,建立检验统计量.其次,利用待检测数据在信号子空间正交补上的正交投影,估计杂波纹理分量,提出了基于子空间的距离扩展目标自适应检测器,并证明了其对杂波纹理分量的恒虚警率（CFAR,Constant False Alarm Rate）特性.仿真结果表明,在典型非高斯背景下,所提检测器的CFAR特性和检测性能均优于对比检测器;另外,阵元数、目标距离单元数或杂波尖峰的增加,能不同程度改善检测性能.     

一种基于顺序统计量的距离扩展目标检测器

该文提出一种高斯白噪声中的距离扩展目标检测器。实际目标的宽带雷达回波能量往往集中于若干距离单元中,基于这一事实,对检测窗内的回波数据按能量降序进行排列,然后顺序进行能量积累和检测,直到做出判决为止。文中详细推导了检测器的虚警概率,给出了设置检测门限的方法。最后通过Monte Carlo实验,利用两类特殊能量分布方式的距离像和一个实际目标的实测距离像,对比分析了该文提出的基于顺序统计量的距离扩展目标检测器相对于能量积累检测器的性能。对于回波能量集中于少数距离单元的距离像,该文提出的检测器比能量检测器具有更好的检测性能。     

SIRV杂波下距离扩展目标CFAR检测器

在球不变随机向量(SIRV,Spherically Invariant Random Vector)的非高斯杂波背景下,提出了一种新的距离扩展目标检测器.给出了检测参数的简易确定方法,推导了虚警概率与检测阈值的解析表达式,证明了所提检测器的恒虚警率特性.仿真实验表明,在参数设置合理情况下,所提出的检测器性能远好于已有的两种距离扩展目标检测器.另外,随着阵元数、目标散射点个数及杂波尖峰的增加,检测器的性能得到提高;且该检测器对第三门限的选取和不同的杂波相关性均具有很好的鲁棒性.     

复合高斯杂波下距离扩展目标的OM-GLRT

广义似然比检测(Generalized Likelihood Ratio Test,GLRT)是解决复合高斯杂波下距离扩展目标检测问题的一种有效方法,而当目标速度未知时,对于毫米波等高频雷达而言,速度估计误差将造成方向矢量(steering vector)失配,从而导致GLRT性能的严重下降.此时,如何设计最佳的GLRT检测器就成为一个优化问题.本文在分析方向矢量失配对GL-RT影响的基础上提出了一种最优匹配GLRT(Optimum Matched GLRT,OM-GLRT)方法.仿真结果表明,OM-GLRT能有效地实现对速度未知目标的检测.     

复合高斯杂波下距离扩展目标的自适应检测

 研究了复合高斯杂波下的距离扩展目标自适应检测问题.基于辅助数据,利用采样协方差矩阵(SCM)和迭代(RE)估计矩阵,建立了自适应检测器AMSDD和基于动态阈值的ADT检测器,并分析了检测器的恒虚警率(CFAR)特性.理论分析表明,基于SCM的检测器只能保持对杂波协方差矩阵结构的自适应特性;而基于RE的检测器能同时获得对杂波协方差矩阵结构和纹理分量的CFAR特性.性能分析表明,对于AMSDD和ADT来说,与采用SCM估计器相比,采用RE估计器能使检测器获得更好的CFAR特性和检测性能.另外,基于RE的ADT检测器在目标散射点个数失配时具有很好的鲁棒性.     

非高斯背景下基于ODV的距离扩展目标检测器

 本文研究了球不变随机向量杂波背景下的距离扩展目标检测问题.给出了修正的距离扩展目标检测器MSDD,推导了相应的虚警概率与检测阈值的解析表达式.MSDD需要事先估计目标散射点个数,而散射点个数估计失配时会出现严重的信杂比损失,针对这一问题,利用有序数据方差估计散射点个数,提出了ODV-MSDD检测器.仿真结果表明,ODV-MSDD对目标所占距离窗的大小具有很好的鲁棒性,并且其检测性能随着目标散射点个数、阵元数以及杂波尖峰的增加而提高.与MSDD相比,ODV-MSDD能根据实际观测数据自适应地估计散射点个数,有效提高检测器性能,增强系统的鲁棒性.     

非高斯背景下基于动态阈值的距离扩展目标检测器

本文研究了球不变随机向量杂波背景下的距离扩展目标检测问题.给出了修正的距离扩展目标检测器MSDD,推导了相应的虚警概率与检测阈值的解析表达式.性能分析表明,目标能量均匀分布时,MSDD能获得最佳的检测性能,并且其对目标所占距离窗的不同大小具有很好的鲁棒性;但当估计目标散射点个数小于实际值时.MSDD存在一定的检测损失....     

距离扩展目标检测器的最优参数及鲁棒性分析

 研究了球不变随机向量杂波下的距离扩展目标自适应检测问题,推导了级联二进制积累检测器(CBI)的最优参数;利用辅助数据,基于迭代估计方法获得协方差矩阵结构的近似最大似然估计,设计了具有近似恒虚警率特性的自适应检测器.仿真实验表明,最优CBI在估计目标散射点个数失配情况下具有很好的鲁棒性;随着散射点个数的增加,其在失配情况下的鲁棒性越来越好,且均优于匹配情况下基于目标散射点密度的检测器和不依赖于散射点密度的检测器.     

基于AR模型的距离扩展目标自适应检测器

针对非高斯杂波背景中扩展目标的检测问题,将自回归(AR)模型与广义杂波分组模型相结合,提出了基于AR的广义杂波分组模型。并在该杂波模型背景下,利用近似广义似然比检测(AGLRT)原理,结合迭代估计方法,提出了广义杂波背景下迭代近似广义似然比检测器(RAGLRT-GCC)。该检测器不需要利用辅助距离单元估计杂波协参数就可以实现目标的自适应检测。RAGLRT-GCC利用了杂波分组信息,有效提高了对稀疏扩展目标的检测性能。仿真结果表明,在相同检测概率下,RAGLRT-GCC性能优于现有的复合高斯杂波背景下迭代近似广义似然比检测器(RAGLRT-CG)。     

线性相关距离扩展目标检测性能分析

随着雷达距离分辨率的不断提高,目标回波信号由占据一个距离单元的点目标会分裂为占据多个相邻距离单元的距离扩展目标,目标在不同距离单元之间的相关性是不应该被忽略的。本文研究了目标的空间相关性对距离扩展目标的自适应匹配滤波(AMF)检测器检测性能的影响。研究结果表明,如果背景的协方差矩阵结构Rc和目标的模式矩阵H可以写成对角阵的形式,那么对距离扩展目标的检测可以看作是在目标所占据的各个距离单元内分别独立完成,最后进行累加;距离扩展目标所占的单元数目L对信噪比有着重要的影响,对L的不准确估计会使输出信噪比降低;距离扩展目标占据的距离单元完全相关情况下,距离扩展目标的检测就退化为点目标检测。      

局部均匀背景中距离扩展目标的GLRT检测器及性能分析

在复合高斯杂波满足局部均匀的背景下,对均匀杂波分组模型进行推广,建立了广义杂波分组模型.进一步,利用广义似然比检验（GLRT）原理,提出了距离扩展目标的基于广义杂波分组的GLRT检测器（GCC-GLRT）,并推导了检测器虚警概率与检测门限关系的表达式.GCC-GLRT有效地解决了基于均匀杂波分组的GLRT检测器（CC-GLRT）在非均匀杂波分组背景下不具备CFAR特性的问题.仿真结果还表明,对于稀疏散射点目标,在合适的杂波分组情况下,GCC-GLRT能有效克服采用NSDD-GLRT检测器出现的“坍塌损失”,改善检测器的检测性能.     

非高斯杂波下雷达目标跟踪算法改进研究

针对杂波干扰环境中的非高斯特性,发现海杂波噪声、闪烁噪声等具有显著尖峰的非高斯噪声可以采用α稳定分布来描述,用α稳定分布可以建立更符合实际的噪声模型。根据统计信号处理最新理论和技术,利用p阶分数相关和分数低阶协方差替代传统相关和协方差来改进Kalman滤波器,优化获得改进的基于分数低阶统计量Kalman滤波交互多模型算法(Based FLOS-Kalman-IMM),仿真验证了Based FLOS-Kalman-IMM滤波跟踪新算法可以更好地适应非高斯复杂环境,得到稳健的雷达跟踪效果。