海杂波环境下改进的中值矩阵检测方法

赵文静, 金明录, 刘文龙

(大连理工大学信息与通信工程学院, 大连 辽宁 116024)

0 引 言

海杂波背景下的目标检测问题在军事和民用上都占有重要的地位。因此,很多学者致力于研究海杂波环境下的目标检测机制[1-2]。在均匀背景下,基于多普勒功率谱估计的单元平均恒虚警率检测方法(cell averaging constant false rate, CA-CFAR)取得较好的检测性能[3]。然而,在短脉冲序列的脉冲多普勒雷达系统下,由于杂波谱展宽、多普勒滤波器组的能量泄露及较低的多普勒分辨率等原因使得CA-CFAR方法的检测性能严重下降。

文献[4]从几何角度考虑了雷达目标检测问题,并设计了基于协方差矩阵的几何检测方法,其检测机制如图1所示。由所有正定矩阵构成的空间称为矩阵流形,相应的检测方法称为矩阵CFAR 方法。此外,文献[5-11]将基于黎曼度量的矩阵CFAR方法应用于其他雷达目标检测场景中,并取得较好的检测性能。矩阵CFAR方法与经典的CA-CFAR方法的主要区别是,在每个距离单元内,由接收数据的协方差矩阵代替了经过滤波处理的采样数据。由于矩阵CFAR方法不需要进行FFT变换,从而克服了CA-CFAR方法的缺点。矩阵CFAR方法的另一个特点是利用矩阵流形的几何结构求解参考单元的均值协方差矩阵。最后,利用两个协方差矩阵之间的距离衡量信号存在与不存在时的差异性。理论分析和仿真实验表明,基于信息几何的检测方法的检测性能优于传统的CA-CFAR方法[12]。基于以上工作,为了消除参考单元的协方差矩阵中异常点的影响,文献[13]提出了中值矩阵检测方法。……