一种稳健的CW 脉冲回波信号自适应检测方法

董晋

（第七一五研究所，杭州，310023）

脉冲回波信号检测是目标测距、测速的关键技术之一，在雷达、声呐信号处理领域有着广泛的应用。而CW 脉冲信号由于脉宽较长、常规相关检测方法的时间分辨率较低等特性，导致其回波信号的测距精度较差，这成为CW 脉冲信号回波检测的一大难题。自适应回波检测方法可以有效提高回波检测的时间分辨率从而提高测距精度，因此研究回波的自适应检测方法具有重要的意义[1]。

MVDR[2]拥有较好的分辨力，已经广泛应用于阵列信号处理领域。文献[3]将MVDR 应用于CW回波检测，该方法在时域上进行数据分段并设计MVDR 滤波器进行回波自适应检测，提高了测距精度，但因回波检测无法进行多个快拍的协方差矩阵累积，单快拍所估计出的协方差矩阵的不稳定性必然导致MVDR 自适应检测存在输出能量畸变的现象。本文借鉴RSTMV[4]的思想，在原MVDR 自适应检测方法中加入了误差恒定的约束条件，实现了一种稳健的CW 脉冲回波信号自适应检测方法——RTMVDR。本方法对MVDR 无约束的最优权输出进行了误差恒定的约束补偿，在保证较高时间分辨率的同时有效地解决了自适应检测的能量畸变问题。同时本方法采用协方差矩阵对角加载法[5]，增加了协方差矩阵的稳定性，进一步减少误差。本方法可以实现单个快拍的稳定自适应权向量的估计，在实际工程中也能体现出较好的性能。

1 时域MVDR 回波检测原理

假设声呐基阵输出波束的时域数据为

式中，A为信号幅值，0n为回波信号到达时间点，N为CW 信号脉宽，a为CW 期望信号：