[发明专利]利用雷达信号相位信息进行弱信号检测的方法

说明书

本发明提供一种利用雷达信号相位信息进行弱信号检测的方法，建立了相位检测模型，并利用相位检测模型对雷达回波信号进行检测，区别出其中的目标信号和噪声信号，从而提高检出率，也即和传统方法不同，利用了雷达信号的相位信息来进行检测，并采用了二阶矩或样本方差来进行假设检验，能够有效提高回波信号的检出率。通过对模拟数据的检测和分析，可以看到，在目标信号的信号大小s至少接近1时，采用二阶矩或样本方差这两种统计检验方法都可以有效地进行检验，检测效果较为明显，因此通过相位检测就能够在虚警的回波信号中进一步区别出目标信号和噪声信号，从而降低虚警率，也即提高了检出率。

技术领域

本发明属于雷达信号检测技术领域，具体涉及一种利用雷达信号相位信息进行弱信号检测的方法。

背景技术

传统脉冲多普勒雷达的工作过程一般为：雷达发射机通过天线发送特定调制的脉冲信号，信号在空中传播，并在遇到目标后返回到雷达，经由接收机天线进行接收，其中，雷达发射的脉冲信号主要分为两部分：一是基带信号，又称调制信号，即经过幅度调制、相位调制或频率调制等调制形成的具有特定波形的正弦波信号；另一则是载波信号，载波信号具有承载调制信号的作用，由于调制信号的频率很低(通常在1GHz以内)而带宽很宽，因此信号之间易产生干扰，而不利于长距离的传输，而通过较高频率(通常在10GHz左右)的载波信号运输，即可有效解决调制信号的上述缺点。

由于信号传播和目标反射等的能量损失，接收机端收到的信号往往十分微弱，因此必须先经过低噪声放大器放大信号，才能进行后续的解调、检测和显示等处理。但是，由于放大电路中电阻热噪声的存在，信号在放大的过程中便不可避免地加入了噪声，而影响弱信号的检测。

雷达测量目标的距离、速度等一切的基础就是，雷达是否能正确判断有没有收到信号，即信号能否正确无误地检出。通常，采用奈曼-皮尔逊准则，即在给定虚警率P_fa和信噪比SNR的条件下，使检出率P_d达到最大。

虚警率P_fa是指在信号检测过程中，噪声误检为信号的比例。由于噪声的产生是持续不断的，即使虚警率达到10^-6，即100万个待检测点只有一次误报，那么报警器十几秒也会误报一次，因此在工程应用中要使虚警率尽可能低。而检出率P_d则是指正确检出的信号占全部信号的比例，它是信号是否能被全部识别的保证，也是能否正确、及时侦察到目标的关键。

现有的雷达信号检测方法中，普遍使用的方法为模长检测方法，虚警率可达到10^-6，检出率可达到83％，但是，由于该方法自身的限制，检出率难以得到进一步的提高。

发明内容

本发明是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种利用雷达信号的相位信息建立相信检测模型、从而能够达到更高检出率的信号检测的方法，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种利用雷达信号相位信息进行弱信号检测的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，获取待检测的回波信号；

步骤S2，建立相位检测模型；

步骤S3，利用所述相位检测模型对所述回波信号进行检测，区分出所述回波信号中的目标信号和噪声信号，

其中，步骤S2包括以下子步骤：

步骤S2-1，将所述回波信号建模为包含有所述目标信号和所述噪声信号的复信号：

z＝(ξ+s)cos(ω₀t)+jζsin(ω₀t)，

式中，s为常数，ξ与ζ独立同分布于标准正态分布N(0,σ²)，j为虚数单位，ω₀为载波频率；

步骤S2-2，求解得到所述回波信号的相位分布密度函数：