距离扩展目标的检测算法研究

【摘要】：随着雷达距离分辨率的提高,雷达回波中观测目标分布在多个距离单元,杂波单元面积显著减小。此时,基于点目标和大面积杂波的传统检测理论不再适用,亟需对距离扩展目标检测的相关理论和技术进行研究。 本文围绕高斯/复合高斯杂波中的距离扩展目标检测问题,开展了如下工作: 1.针对典型复合高斯背景中的距离扩展目标检测问题,提出了K、Weibull和G0分布杂波背景中的最优检测器,并与现有的两步GLRT检测器进行比较,仿真实验表明两步GLRT检测器具有准最优的检测性能,而影响该检测器性能的主要因素是相干斑(speckle)的协方差矩阵估计。 2.针对复合高斯杂波相干斑协方差矩阵的最优估计问题,从理论上证明了迭代MLE估计量估计性能最优,且其性能主要受到邻近纯杂波(辅助数据)可用距离单元数的影响。 3.针对没有辅助数据的复合高斯杂波中的距离扩展目标检测问题,提出了一种基于AR过程的ARGLRT-CG检测器。其检测性能比现有的ARGLRT-HTG检测器改善了约3 dB。 4.针对小相干样本数的ARGLRT-CG具有检测性能损失的问题,对于缺乏辅助数据的复合高斯杂波,提出了IARGLRT-CG检测器,其检测性能比ARGLRT-CG检测器改善了约2～3 dB。 此外,针对高斯杂波中距离扩展目标的检测问题,提出了AR-OS检测器和Bayesian-GLRT检测器。其中,AR-OS检测器比现有的AG-OS检测器更易工程实现和具有更强的抗干扰能力,而Bayesian-GLRT检测器比AG-OS检测器具有更好的检测性能。 上述距离扩展目标检测算法,已经过仿真验证。其中,仿真参数是由国际通用的IPIX雷达实测数据估计得到的。