[发明专利]一种基于信号代理的多目标恒虚警率检测方法

说明书

本发明公开一种基于信号代理的多目标恒虚警率检测方法，属于雷达恒虚警率检测技术领域。该方法通过利用雷达信号的线性测量和感知矩阵的相关性来区分目标和杂波，然后将检测到的目标从原始背景样本中剔除得到缩减样本。最后针对缩减样本进行背景水平估计得到虚警调节门限，将低于门限的目标剔除以得到最终的恒虚警率检测结果。本发明的方法能够自适应信号的稀疏度，不需要依赖预先估计的环境背景水平来实现目标检测，有效克服了多目标遮蔽效应。

技术领域

本发明属于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达多目标恒虚警率(Constant False Alarm Rate,以下简称CFAR)检测技术领域，尤其涉及一种基于信号代理的多目标CFAR检测方法。

背景技术

CFAR检测方法能使FMCW雷达系统具有稳定的目标检测性能，同时避免过高的虚警率引起雷达接收机故障。但现有的CFAR检测方法多数受制于目标-杂波环境背景水平的估计。多目标情况下，干扰目标导致不准确的背景水平估计，雷达目标检测性能随之下降。因此，多目标场景下的CFAR检测方法研究引起了广泛的关注。

在多目标场景中存在干扰目标的情况时，精确计算检测阈值是非常困难的。传统的CFAR检测方法主要通过环境背景水平估计来确定检测阈值，但参考单元中的干扰目标引起的多目标遮蔽效应影响背景水平的准确估计，从而导致雷达系统检测性能的下降。

针对传统CFAR检测方法的缺点，改进的检测方法在背景水平估计前对信号样本进行异常数据的截断处理，能有效改善雷达在多目标场景下的检测性能。但目标检测仍依赖于预先背景水平估计确定的检测门限，无法直接避免干扰目标的影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于信号代理的多目标恒虚警率检测方法，该方法在多目标检测时不需要依赖预先估计的背景水平确定的检测阈值，并且能够快速准确地检测目标。具体技术方案如下：

一种基于信号代理的多目标恒虚警率检测方法，该方法包括以下步骤：

S1：输入待检测的中频信号s，利用感知矩阵A获取所述待检测的中频信号的线性测量y，y＝As，求解信号代理r，r＝A^*y；

S2：找到具有最低相关度的目标对应的索引λ，输出目标集合Λ；

S3：利用目标集合Λ对原背景样本x作截断处理，并严格按照截断分布对其建模，通过最大似然估计确定比例参数σ的值；设定期望的虚警概率P_FA，计算得到虚警调节门限T_fa；根据计算得到的虚警调节门限剔除目标集合Λ中低于T_fa的信号，输出检测结果。

进一步地，所述S1中信号代理r的确定具体按照以下方式进行：

S1.1：将输入的待检测的中频信号s与所述感知矩阵A进行矩阵相乘，N为信号长度，实现待检测的中频信号的线性测量y＝As，其中，感知矩阵A选用随机高斯测量矩阵，A＝(a₁，a₂，...，a_N)；

S1.2：求出线性测量y关于感知矩阵A的信号代理r，r＝A^*y，所述信号代理反映了目标或杂波的能量强弱。

进一步地，所述S2中目标集合Λ的确定具体按照以下方式进行：

S2.1：对信号代理降序排列，得到d为降序标记；

S2.2：确定具有最小相关度的目标索引其中，n₁＝1/N，||·||_p代表l_p范数即

S2.3：在信号代理r中选取前λ个最大元素得到目标集合Λ，作为信号代理检测器的输出，以区分杂波和目标信号。