非合作无源探测中的假设检验弱目标检测方法.pdf

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1、航空学报ActaAerOnauticaetAstrOnauticaSinicaFeb．252016VOI．37NO．2626．636ISSN1000-6893CN11-1929／Vhttp：∥hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn非合作无源探测中的假设检验弱目标检测方法应涛*，黄高明，左炜，单鸿昌，高俊海军工程大学电子工程学院，武汉430033摘要：在非合作无源探测系统中，弱目标回波不仅会受到强直达波、强多径的干扰，还会受到强目标的掩盖干扰，因此很难对其进行有效检测。为了解决这一问题，提出了一种基于多择复合假设检验的弱目标检测方法

2、。首先将接收信号投影到多径干扰的正交补子空间内，以消除强直达波和强多径干扰，然后将目标检测看作一个多择复合假设检验问题，建立了与之相应的基本框架模型，利用最大后验估计方法对目标时延、多普勒频移及信号幅度等参数进行估计，构造检验统计量，设置相应的门限，根据假设检验结果，逐个消除强目标干扰从而达到检测弱目标的目的。仿真结果表明，本方法可以有效抑制强直达波、强多径及强目标干扰，有效检测出弱目标，且虚警率低。关键词：非合作无源探测；假设检验；最大后验估计；弱目标检测；虚警中图分类号：TN958．97文献标识码：A文章编号：1000一6893(2016)02一062

3、6—11非合作无源探测系统是利用第三方辐射源发射的信号(如调频(FM)广播信号[1屯]、数字广播信号[3’7

4、、卫星信号[引、WiFi信号[9。10]、通用移动通信系统(UMTS)信号口卜123以及全球移动通信系统(GSM)信号[13]和通用移动通信技术的长期演进(LTE)信号[14]等)探测目标的双／多基地无源雷达系统。该系统本身不发射能量，而是被动地接收目标散射的非合作辐射源电磁信号，对目标进行探测、定位及跟踪，具有成本低、战场生存能力强、反隐身和反低空突袭能力强等诸多优点[】争17]，因此受到各国军方重视。由于辐射源信号波形不是自行设计的，目标回波处

5、于复杂的干扰环境中，弱目标回波不仅受到强直达波、强多径干扰，还会受到在距离一多普勒域与弱目标分离的强目标回波的干扰口8

6、，因此，如何有效抑制强干扰、实现强干扰情况下的弱目标检测是非合作无源探测中的关键问题。非合作无源探测的干扰抑制方法大致可以分为时域方法、空域方法以及两者相结合的方法，文献[19]针对多径干扰抑制问题提出了一种时域自适应滤波算法；文献[20]提出了一种多通道阵列无源探测系统，通过自适应波束形成深零陷来实现主多径杂波抑制的空域方法，Raout等提出了一种基于幅度相位估计(AmplitudeandPhaseEstimation，APES)空时杂

7、波抑制算法[6]，这些方法在抑制强直达波及强多径干扰时都有较为理想的效果，但都没有考虑强目标回波对弱目标的掩盖干扰效应。为了进一步解决弱目标回波被强目标回波掩盖的问题，文献[21]提出了一种多级子空间投影干扰抑制算法，通过逐级消除强目标对弱目标的掩盖效应，并应用单元平均恒虚警检测方法实现弱目标检测。但对于某些自模糊函数具有较宽主收稿日期：2015-02-09；退修日期：2015-03-20；录用日期：2015-04-07；网络出版时间：2015—05-1513：16网络出版地址：www∞¨net／kcms／deta¨／11．1929．V．20150515．

8、1316．001．htmI基金项目：国家自然科学基金(60901069)；国家“863”计划(2013AAXXX4061，2014xxx4061)*通讯作者．Tel．：027—6546187nE·ma¨：yjngtao—schoIar@163．∞m荨

9、蘑格武

10、应涛。黄高明．左炜．等．菲合作无濠探羽中曲假设检验弱甚标检弱方法￡J-．航空学报，2016，37(2)：626-636．Y

11、NGT，HUANGGM．Zuow．etaI．Weaktargetdetec勤∞methodbaseaonhy。ot№istestlheoryinnon-coope懵tiveDa髓

12、iVedetedion[J]．AclaAero舱u魅caetAst啪8uli∞slnica．2016。37(2)：626-636．应涛，等：非合作无源探测中的假设检验弱目标检测方法瓣的非合作无源探测系统(如基于FM广播信号的无源探测系统)来说，由于旁瓣泄露问题，应用单元平均恒虚警检测方法就容易引起虚警。为了解决非合作无源探测中的强直达波、强多径及强目标干扰抑制问题，本文提出了一种基于多择复合假设检验的弱目标检测方法。通过将接收信号投影到多径干扰的正交补子空间内，以消除强直达波和强多径干扰，建立目标检测的多择符合假设检验理论模型，根据最大后验准则，推导得出目

13、标时延、多普勒频移及信号幅度等参数估计结果，构造检验统计量，计算相