一種發射天線極化的優化方法

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一種發射天線極化的優化方法
【專利摘要】本發明屬于雷達技術領域，公開了一種發射天線極化的優化方法。該方法包括：獲取備選極化方式，并初始化；將發射天線極化方式設置為第i組極化方式，控制發射天線發射信號，接收天線接收信號；獲得匹配濾波輸出信號；利用匹配濾波輸出信號構造觀測統計量，利用觀測統計量計算第i組極化方式下的錯誤鑒別概率PFD_i；判斷PFD_i是否大于η，若是，轉至下一步；若否，計算第i組極化方式下的正確鑒別概率PRD_i，判斷PRD_i是否大于PRD_MAX，若否，轉至下一步；若是，令PRD_MAX＝PRD_i，j＝i，轉至下一步；判斷i是否小于N，若是，令循環次數i加1，繼續新循環；若否，轉至下一步；輸出PRD_MAX，將第j組極化方式確定為最優極化方式。本發明能夠實現對發射天線極化方式的優化，提高雷達的正確鑒別概率。
【專利說明】
一種發射天線極化的優化方法
技術領域
[0001] 本發明涉及雷達技術領域，尤其涉及雷達極化抗干擾領域，具體來說是涉及一種發射天線極化的優化方法。
【背景技術】
[0002] 隨著數字射頻存儲器技術的發展，干擾機已經可以截獲雷達信號，并產生在能量、波形和相位調制等方面與目標回波高度逼近的干擾信號，以偽裝虛假目標迷惑雷達系統，使得雷達系統在時域、頻域上難以鑒別真實目標。
[0003] 針對這一問題，有人提出了極化鑒別算法，該算法主要利用有源假目標和真實目標在極化特征上的差異實現目標鑒別。具體而言，極化鑒別算法是通過極化測量雷達估計出真實目標的極化散射矩陣以及干擾信號的等效散射矩陣，進而利用二者的部分性質來實現目標鑒別的。現有技術中，有兩種典型的極化測量體制一一分時極化測量體制和同時極化測量體制。其中，分時極化測量體制需要多個脈沖才能完成一次測量，限制了對非平穩目標的測量精度，且存在距離模糊、交叉極化干擾等問題。而同時極化測量體制只需發射一個脈沖，該脈沖由多個編碼序列相干疊加得到，每個編碼序列對應一種發射極化。在接收時，利用編碼序列之間的正交性分離出不同發射極化對應的矢量回波，經進一步處理后即可獲取到目標的完整極化信息。
[0004] 基于上述兩種極化測量體制，現在已有的研究結果有：1)李永禎等人通過研究有源假目標和目標回波瞬態極化投影矢量在脈間的變化規律，提出以瞬態極化投影矢量起伏度為鑒別統計量的鑒別算法。該算法主要是針對低分辨分時極化測量雷達，能夠解決有源誘餌的鑒別問題，但由于該算法僅針對分時極化測量雷達，因此在鑒別時需要發射多個脈沖才能達到鑒別目的，處理時間較長。2)施龍飛等人根據在不同的發射極化下，干擾的極化比不變而目標的極化比隨發射極化改變的特征設計了真假目標的鑒別算法，該算法能夠對轉發式假目標進行鑒別，但該方法對信噪比較敏感。

【發明內容】

[0005] 針對上述現有技術的不足，本發明的實施例提供了一種發射天線極化的優化方法，能夠通過改變發射天線的極化方式實現對發射天線極化方式的優化，進而提高雷達對目標的正確鑒別概率。
[0006] 為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：
[0007] 本發明的實施例提供一種發射天線極化的優化方法，應用于雷達系統，雷達系統包括雷達以及干擾機;其中，雷達設置有兩個發射天線以及一個接收天線，兩個發射天線用于向待檢測區域發射相互正交的電磁波信號，接收天線用于接收待檢測區域中的目標散射的回波信號;方法包括如下步驟：
[0008] 步驟1，獲取兩個發射天線的N組備選極化方式，其中每組極化方式包括兩個發射天線中的第一發射天線的極化方式以及兩個發射天線中的第二發射天線的極化方式，N為整數，N>1;
[0009] 設置錯誤鑒別概率的門限值n，并將循環次數i初始化為1，最大正確鑒別概率 Prd_max初始化為0;
[0010] 步驟2,確定N組備選極化方式中的第i組極化方式，按照第i組極化方式設置兩個發射天線的極化方式，之后，在第i個相干處理周期內控制兩個發射天線向待檢測區域發射 K個脈沖信號，并控制接收天線在K個脈沖信號中的每個脈沖信號發射時接收待檢測區域中的目標散射的回波信號，K為整數，K表不發射天線在一個相干處理周期內發射的脈沖信號的個數；
[0011] 步驟3,在第i個相干處理周期結束后，獲取接收天線在K個脈沖信號中的每個脈沖信號發射時所接收到的回波信號，得到K個回波信號；
[0012] 利用兩路匹配濾波器化(/W (r)知Λ2⑴=對K個回波信號中的每個回波信號進行兩路匹配濾波，得到Κ個匹配濾波輸出信號{Χ1，Χ2，···，ΧΚ};其中， S1(t)表示第一發射天線發射的電磁波信號，s2(t)表示第二發射天線發射的電磁波信號，*表示共輒運算；
[0013] 步驟4,利用步驟2中得到的K個匹配濾波輸出信號{^，12，一，^}，構造得到1(個觀測統計量{ζι，Ζ2,…，ζκ};其中，K個觀測統計量中的第k個觀測統計量.? =4私，,Τ 表示矩陣或向量的轉置運算；
[0014] 利用Κ個觀測統計量{ζι，Ζ2,…，ζκ}計算得到，進而利用zs計算得到Es = K | zs |2，利用Es計算得到偏移系數d2 = 2ES;
[0015] 利用偏移系數d2,計算得到第i組極化方式下的錯誤鑒別概率PFD_1;
[0016] 步驟5,判斷第i組極化方式下的錯誤鑒別概率?「^是否大于錯誤鑒別概率的門限值η;
[0017] 若第i組極化方式下的錯誤鑒別概率小于等于錯誤鑒別概率的門限值η，則轉至步驟6;
[0018] 若第i組極化方式下的錯誤鑒別概率PFDj大于錯誤鑒別概率的門限值II，則利用步驟3中得到的偏移系數d2計算得到第i組極化方式下的正確鑒別概率Prd」，判斷第i組極化方式下的正確鑒別概率Prd」是否大于最大正確鑒別概率Prdjiax;若否，轉至步驟6;若是，則令最大正確鑒別概率Prd_max = PRD_i，并令j = i，轉至步驟6;
[0019] 步驟6,判斷i是否小于N;若是，令循環次數i加1，轉至步驟2;若否，轉至步驟7;
[0020] 步驟7，輸出最大正確鑒別概率Prd_max，并將N組備選極化方式中的第j組極化方式確定為兩個發射天線的最優極化方式。
[0021] 基于本發明實施例上述方案，通過不斷改變發射天線的極化方式，并獲取接收天線接收到的回波信號，進而利用回波信號計算相應的錯誤鑒別概率和正確鑒別概率，基于錯誤鑒別概率和正確鑒別概率確定最優的極化方式，從而實現對發射天線極化方式的優化。這樣，后續按照該最優的極化方式設置發射天線的極化方式后，即可提高雷達對目標的正確鑒別概率。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1為本發明實施例提供的發射天線極化方法所應用的雷達系統的結構示意圖；
[0024] 圖2為本發明實施例提供的發射天線極化方法的流程示意圖；
[0025]圖3(&)為出假設下（即真實目標）的檢驗統計量的樣本PDF與理論PDF的對比示意圖；
[0026]圖3(b)為Ho假設下（即虛假目標）的檢驗統計量的樣本PDF與理論PDF的對比示意圖；
[0027] 圖4為采用本發明實施例的優化發射極化方法以及現有的固定發射極化方式進行優化后得到的鑒別曲線比較圖；
[0028] 圖5為采用本發明實施例的優化發射極化方法以及現有的固定發射極化方式進行優化后得到SNR隨正確鑒別概率變化示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0030] 本發明的實施例提供一種發射天線極化的優化方法，應用于雷達系統。如圖1所示，雷達系統包括雷達以及干擾機。其中，雷達設置有兩個發射天線以及一個接收天線，兩個發射天線用于向待檢測區域發射相互正交的電磁波信號，接收天線用于接收待檢測區域中的目標散射的回波信號。雷達利用發射天線向待檢測區域發射電磁波信號，并利用接收天線接收待檢測區域中的目標散射的回波信號，進而根據所接收的回波信號檢測目標，確定目標位置、狀態等信息。干擾機通過截獲雷達發射天線發射的電磁波信號，并對其做延遲處理后向雷達轉發，以達到干擾的目的。
[0031] 參見圖2,本發明的實施例提供的發射天線極化的優化方法具體包括如下步驟：
[0032] 步驟1，獲取兩個發射天線的N組備選極化方式，設置錯誤鑒別概率的門限值II，并將循環次數i初始化為1，最大正確鑒別概率Prd_max初始化為0。
[0033] 其中，N為整數，N>1 A組備選極化方式中的每組極化方式包括兩個發射天線中的第一發射天線的極化方式以及兩個發射天線中的第二發射天線的極化方式。具體來說，第一發射天線和第二發射天線可能的極化方式有:水平極化、垂直極化、45°線極化、135°線極化、左旋圓極化和右旋圓極化等等。
[0034] 優選的，可將錯誤鑒別概率的門限值η設置為ο-nr2。
[0035] 步驟2,確定Ν組備選極化方式中的第i組極化方式，按照第i組極化方式設置兩個發射天線的極化方式，之后，在第i個相干處理周期內控制兩個發射天線向待檢測區域發射 K個脈沖信號，并控制接收天線在K個脈沖信號中的每個脈沖信號發射時接收待檢測區域中的目標散射的回波信號。
[0036]其中，K為整數，K表不發射天線在一個相干處理周期內發射的脈沖信號的個數。
[0037] 即，在Ν個相干處理周期中的第i個相干處理周期，按照Ν組備選極化方式中的第i 組極化方式設置發射天線，之后，通過發射天線發射脈沖信號，并通過接收天線接收當前極化方式下的回波信號。
[0038] 步驟3,在第i個相干處理周期結束后，獲取接收天線在K個脈沖信號中的每個脈沖信號發射時所接收到的回波信號，得到K個回波信號；利用兩路匹配濾波器/η ⑴知屹?Χ⑴對Κ個回波信號中的每個回波信號進行兩路匹配濾波，得到Κ個匹配濾波輸出信號{χ?，Χ2，···，χκ} 〇
[0039] 其中，S1(t)表示第一發射天線發射的電磁波信號，s2(t)表示第二發射天線發射的電磁波信號，*表示共輒運算。
[0040] 步驟4,利用步驟3中得到的K個匹配濾波輸出信號{^，^，…，^:^構造得到冗個觀測統計量{21，22，一，21(};利用1(個觀測統計量{ 21，22，一，21(}計算得到
，進而利用 zs計算得到匕=1(|28|2，利用匕計算得到偏移系數(12 = 2匕;利用偏移系數(12，計算得到第1組極化方式下的錯誤鑒別概率Pf^。
[0041] 其中，其中，K個觀測統計量中的第k個觀測統計量
，T表示矩陣或向量的轉置運算。
[0042]進一步的，Κ個匹配濾波輸出信號&1^2，-_，^}中的第1^個匹配濾波輸出信號處的表達式為：
[0044] 式中，Xk表示第k個匹配濾波輸出信號，Xkl表示第k個匹配濾波輸出信號Xk的第一路信號， Xk2表示第k個匹配濾波輸出信號Xk的第二路信號，yk(t)表示接收天線在K個脈沖信號中的第k個脈沖信號發射時所接收到的回波信號，tuUMPhsU)表示匹配濾波器。
[0045] 具體的，步驟4中，利用所述偏移系數d2,計算得到第i組極化方式下的錯誤鑒別概率PFD_i，具體可以包括：
[0046] 利用偏移系數d2,根據公式:Pfd^iQL γ /d+d/2]，計算得到第i組極化方式下的錯誤鑒別概率Pf^。
[0047] 步驟5,判斷第i組極化方式下的錯誤鑒別概率?「^是否大于錯誤鑒別概率的門限值η;若第i組極化方式下的錯誤鑒別概率小于等于錯誤鑒別概率的門限值n，則轉至步驟6;若第i組極化方式下的錯誤鑒別概率Pfu大于錯誤鑒別概率的門限值η，則利用步驟3 中得到的偏移系數d 2計算得到第i組極化方式下的正確鑒別概率Prd」，判斷第i組極化方式下的正確鑒別概率PRD_i是否大于最大正確鑒別概率Prd_max ;若PRD_i <Prd_max，則轉至步驟6 ;若 PRD_i > Prd_max，則令Prd_max = PRD_i，并令 j = i，轉至步驟6。
[0048] g卩，確定當前的第i組極化方式下的錯誤鑒別概率Prd」大于錯誤鑒別概率的門限值η后，判斷當前的第i組極化方式下的正確鑒別概率PRD」是否大于所保存的最大正確鑒別概率Prd_max，若PRD_i >Prd_max，則用PRD_i賦值最大正確鑒別概率Prd_max。這樣，對每一組極化方式都按此執行，當迭代結束后（即對N組備選極化方式全部計算完畢后），所保存的最大正確鑒別概率Prd_max即是N組備選極化方式中正確鑒別概率最大的正確鑒別概率，該最大的正確鑒別概率對應的極化方式(即步驟5中保存的j)即為N組備選極化方式中的最優極化方式。
[0049] 具體的，步驟5中，利用步驟3中得到的偏移系數d2計算得到第i組極化方式下的正確鑒別概率PRD_i，具體可以包括：
[0050] 利用步驟3中得到的偏移系數d2,根據公式:PRD」= Q[ γ /d-d/2]，計算得到第i組極化方式下的正確鑒別概率Prd_1;其中
，γ為判決門限。
[0051] 步驟6,判斷i是否小于Ν;若是，令循環次數i加1，轉至步驟2;若否，轉至步驟7;
[0052] 步驟7，輸出最大正確鑒別概率Prd_max，并將N組備選極化方式中的第j組極化方式確定為兩個發射天線的最優極化方式。
[0053]至此，即確定了發射天線的最優極化方式，同時得到了最大正確鑒別概率，本發明實施例提供的發射天線極化的優化方法結束。
[0054]在本發明上述實施例中，是通過在N個相干處理周期中的每個相干處理周期按照N 組備選極化方式中的一組極化方式設置發射天線，之后，通過發射天線發射脈沖信號，并通過接收天線接收當前極化方式下的回波信號，進而基于所接收的回波信號計算錯誤鑒別概率和正確鑒別概率，選取N組極化方式中錯誤鑒別概率大于錯誤鑒別概率的門限值且正確鑒別概率最大的極化方式作為發射天線的最優極化方式，以此來優化發射天線的極化方式。本領域技術人員在上述方案的啟發下，容易想到，也可在一個相干處理周期內的每個脈沖信號發射時分別選取不同的極化方式，進而利用該脈沖信號發射時接收天線所接收到回波信號計算錯誤鑒別概率和正確鑒別概率，基于每個脈沖信號對應的錯誤鑒別概率和正確鑒別概率實現對發射天線極化方式的優化。當然，可以理解，相較于本發明實施例的方案，此種方案處理時間較短，但可靠性較低。
[0055] 以下給出本發明實施例中得出錯誤鑒別概率以及正確鑒別概率的理論依據如下：
[0056] 假設雷達的兩個發射天線向待檢測區域發射的電磁波信號81(〇和82(〇,則接收到的目標回波信號為：
[0057] ys(t) = a(Stisi(t-Ts)+St2S2(t_Ts))，
[0058] 其中，S為目標極化散射矩陣，= 2rs/c為相應的雙程延時，rs為目標與天線間的距離(發射天線和接收天線間的距離可忽略），c為光速，a為目標信號的衰減系數(表示傳播媒介、雷達與目標距離等因素對雷達接收到的信號造成的衰減）。
[0059] 同時，干擾機截取到的雷達發射信號為：
[0060] sj(t) =P(si(t-Tj)+s2(t-Tj))，
[0061] 其中，P為干擾的衰減系數(表示傳播媒介、雷達與干擾機距離等因素對干擾機截取到的發射信號造成的衰減），U = n/C為相應的單程延時，^為干擾機和發射天線間的距離。
[0062] 則，雷達接收天線接收到的干擾信號即為：
[0063] ^,(/) = ^(/)^(/-2^),
[0064] 其中，h為干擾機天線極化方式的Jones矢量表示，a(t)為一個包含速度調制與振幅調制的調制信號，T表示轉置。
[0065] 進一步的，對接收到的回波信號分別進行兩路匹配濾波，匹配濾波時兩路匹配濾波器分別為MfWK)知= 回波信號中的目標回波經過匹配濾波后的輸出信號即為：
[0067] 其中，|8為匹配濾波后的目標增益系數(表示信號幅度、脈沖壓縮增益等因素的積），ti，t2為發射天線極化方式的Jones矢量。
[0068] 回波信號中的干擾回波經過匹配濾波后的輸出信號即為：
[0070] 其中，|」為匹配濾波后的干擾增益系數(表示干擾幅度、脈沖壓縮增益、速度等因素的積），hj為干擾機天線極化方式的Jones矢量。
[0071] 基于上述分析，可將目標鑒別問題轉換為二元假設檢測問題。具體而言，首先，建立如下所示的觀察統計量：
[0072] z = xTAx,
[0073]
，則對于假目標而言，其對應的觀察統計量為;=4化，且2： = <4'服從復高斯分布，其數學期望和方差分別為：
[0076]對于真實目標而言，其對應的觀察統計量為:，，且艮從復高斯分布，其數學期望和方差分別為：

[0079] 其中，| | · | |F表示矩陣的F階范數，六為噪聲方差，det( ·)表示求行列式運算，S =[StlSt2]〇
[0080] 接著，定義信噪比SNR=101og此,干噪比JNR=_10k)g^|2/€ j,分別對上述建立的兩個觀察統計量進行歸一化處理
，則二元統計檢測問題可表示為：
[0081] Ho；z = ej
[0082] Hi:z = zs+es
[0083] 其中，Ho假設為假設觀測信號為干擾機發射的干擾信號，出假設為假設觀測信號是真實目標回波信號：
，epes為服從復高斯分布的復數項，分別表不干擾信號部分的噪聲和目標信號部分的噪聲，ej~CN(0,1)，es~CN(0,1)。
[0084] 進一步的，假設在一個相干處理周期內有K個脈沖，且在上述兩個假設下的數據是不相關的，則Ho假設和出假設的觀測量概率密度函數分別為：
[0085] f (z | Ho) 〇cexp(-zHz)
[0086] f (z I Hi) 〇cexp(-(z-Zs)H(z-zs))
[0087] 其中，Z = [Z1，Z2，···，ZK]T，Zs= [Zs，Zs，···，Zs]T，Zl，Z2，···，ZK 分別表示每個脈沖對應的觀測統計量。
[0088] 這樣，根據上述的Ho假設和出假設的觀測量概率密度函數可以得到似然比為：
[0096]在上式的基礎上，選擇Re (zHzs)作為檢測統計量，則判決表示式為：

[0099]由于在實際應用中，Zs可能無法提前得到，所以可利用最大似然估計，將Zs替換為，則上式可進一步簡化為：
[0101]進一步的，定義= 則在Ho假設下，?(Ζ)的數學期望和方差分別為：
[0104] 其中，ejk和zsk分別表不每一次脈沖對應的ej和zs。
[0105] 在壓假設下的數學期望和方差分別為：
[0108] 由于復高斯變量的實部和虛部都是獨立的實高斯變量，且相互統計獨立，方差相同，均為復高斯隨機變量方差的一半，所以檢驗統計量服從高斯分布，則有：
[0109] Re(zHzs)|H。~N(0，Es/2)，
[0110] Re(zHzs)|Ηι~N(Es，Es/2)，
[0111] 貝lj，偏移系數即為：
[0113] 這樣，即可得到錯誤鑒別概率和正確鑒別概率：
[0114] Pfd=P(Hi I Ho) =Q[ γ /d+d/2],
[0115] Prd = P(Hi I Hi) =Q[ γ /d-d/2] =Q[Q_1(Pfd)-cI],
[0117]同時，根據上述分析，用于鑒別目標真偽的判決表達式為：
[0119]
，即判決此時的回波信號為目標回波信號，目標為真實目標;反之：
，即判決此時的回波信號為干擾回波信號，目標為虛假目標。
[0120] 基于本發明實施例上述方案，通過不斷改變發射天線的極化方式，并獲取接收天線接收到的回波信號，進而利用回波信號計算相應的錯誤鑒別概率和正確鑒別概率，基于錯誤鑒別概率和正確鑒別概率確定最優的極化方式，從而實現對發射天線極化方式的優化。這樣，后續按照該最優的極化方式設置發射天線的極化方式后，即可提高雷達對目標的正確鑒別概率。
[0121] 為說明本發明實施例方法的正確性，以下通過幾組仿真實驗予以驗證：
[0122] 1、仿真實驗參數設置
[0123] 本發明仿真實驗中，設置一個真實目標以及一個虛假目標，且真實目標位于100距離單元處，虛假目標位于150距離單元處，目標極化散射矩陣
，虛假目標的極化方式為右旋圓極化，信噪比SNR = 5dB，干噪比JNR = 20dB，一個相干處理周期內有32個脈沖。
[0124] 2、實驗內容及結果
[0125] 實驗一:采集回波數據，利用所采集回波數據計算得到對應的觀測向量z，并根據觀測向量z計算得到對應的檢測統計量Re(z HZs)在Ho假設下和出假設下的概率密度函數。
[0126] 圖3 (a)所示為Hi假設下（即真實目標）的檢驗統計量的概率密度函數 (Probability Density Function JDF)與理論FOF的對比示意圖。圖3(b)所示為Ho假設下 (即虛假目標)的檢驗統計量的PDF與理論TOF的對比示意圖。
[0127] 實驗二、將SNR固定為5dB，改變PFD的值，采用本發明實施例的優化發射極化方法以及現有的固定發射極化方式進行優化，并對比二者的正確鑒別性能。
[0128] 圖4所示為采用本發明實施例的優化發射極化方法以及現有的固定發射極化方式進行優化后得到的鑒別曲線比較圖。
[0129] 實驗三、將錯誤鑒別概率PFD固定為0.01，改變SNR的值，采用本發明實施例的優化發射極化方法以及現有的固定發射極化方式進行優化，并對比二者的SNR。
[0130] 圖5所示為采用本發明實施例的優化發射極化方法以及現有的固定發射極化方式進行優化后得到SNR隨正確鑒別概率變化示意圖。
[0131] 3、仿真結果分析
[0132] 從圖3可以看出，兩個檢驗統計量均符合高斯分布，說明本發明實施例方法中的數學模型建立正確。
[0133] 從圖4可以看出，相同信噪比條件下，當PFD提升時，PRD也同時提升，同時本發明實施例的優化發射極化設計方法比現有的固定發射極化設計方法在性能上有明顯的提升。
[0134] 從圖5可以看出，隨著信噪比的增大，正確鑒別概率也隨之提升。本發明實施例的優化發射極化設計方法比現有的固定發射極化設計方法在性能上有明顯的提升。
[0135] 本領域普通技術人員可以理解:實現上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，執行包括上述方法實施例的步驟;而前述的存儲介質包括:ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0136] 以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1. 一種發射天線極化的優化方法，其特征在于，所述方法應用于雷達系統，所述雷達系統包括雷達W及干擾機;其中，所述雷達設置有兩個發射天線W及一個接收天線，所述兩個發射天線用于向待檢測區域發射相互正交的電磁波信號，所述接收天線用于接收所述待檢測區域中的目標散射的回波信號；所述方法包括如下步驟：步驟1，獲取所述兩個發射天線的N組備選極化方式，其中每組極化方式包括所述兩個發射天線中的第一發射天線的極化方式W及所述兩個發射天線中的第二發射天線的極化方式，N為整數，N>1; 設置錯誤鑒別概率的口限值n，并將循環次數i初始化為1，最大正確鑒別概率扣D_MAX初始化為0; 步驟2，確定N組備選極化方式中的第i組極化方式，按照所述第i組極化方式設置所述兩個發射天線的極化方式，之后，在第i個相干處理周期內控制所述兩個發射天線向所述待檢測區域發射K個脈沖信號，并控制所述接收天線在所述K個脈沖信號中的每個脈沖信號發射時接收所述待檢測區域中的目標散射的回波信號，K為整數，K表示所述發射天線在一個相干處理周期內發射的脈沖信號的個數；步驟3，在所述第i個相干處理周期結束后，獲取所述接收天線在所述K個脈沖信號中的每個脈沖信號發射時所接收到的回波信號，得到K個回波信號；利用兩路匹配濾波器A (/)- < (0和馬的二對所述K個回波信號中的每個回波信號進行兩路匹配濾波，得到K個匹配濾波輸出信號^1，^2，-，，^};其中，31(*)表示所述第一發射天線發射的電磁波信號，S2(t)表示所述第二發射天線發射的電磁波信號，*表示共輛運算；步驟4,利用步驟3中得到的所述K個匹配濾波輸出信號^1，^2，-，，^}，構造得到1(個觀測統計量{Z1，Z2,…，ζκ};其中，所述K個觀測統計量中的第k個觀測統計量T表示矩陣或向量的轉置運算；利用所述K個觀測統計量{zi，Z2，· · ·，ζκ}計算得質，.進而利用Zs計算得到Es = K I Zs I 2，利用Es計算得到偏移系數d2 =沈S ; 利用所述偏移系數d2,計算得到所述第i組極化方式下的錯誤鑒別概率扣D_i; 步驟5,判斷所述第i組極化方式下的錯誤鑒別概率Pfd_i是否大于所述錯誤鑒別概率的口限值η; 若所述第i組極化方式下的錯誤鑒別概率Pfd_i小于等于所述錯誤鑒別概率的口限值η，則轉至步驟6; 若所述第i組極化方式下的錯誤鑒別概率Pfd_i大于所述錯誤鑒別概率的口限值η，則利用步驟3中得到的所述偏移系數d2計算得到所述第i組極化方式下的正確鑒別概率扣D_i，判斷所述第i組極化方式下的正確鑒別概率Prd_i是否大于所述最大正確鑒別概率Prd_max;若否，轉至步驟6 ;若是，則令最大正確鑒別概率PRD_MAX = PRD_i，并令j = i，轉至步驟6 ; 步驟6,判斷i是否小于N;若是，令循環次數i加1，轉至步驟2;若否，轉至步驟7; 步驟7,輸出最大正確鑒別概率Prd_max，并將所述N組備選極化方式中的第j組極化方式確定為所述兩個發射天線的最優極化方式。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中，所述利用所述偏移系數d2，計算得到所述第i組極化方式下的錯誤鑒別概率扣D_i，包括：利用所述偏移系數d2,根據公式:扣d_i = Q[丫/d+d/2]，計算得到所述第i組極化方式下的錯誤鑒別概率扣D_i;其中丫為判決口限。3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟5中，所述利用步驟3中得到的所述偏移系數d2計算得到所述第i組極化方式下的正確鑒別概率Prd_i，包括：利用步驟3中得到的所述偏移系數d2,根據公式:Prd_i = Q[丫 /d-d/2]，計算得到所述第i 組極化方式下的正確鑒別概率Prd_i;其中γ為判決口限。4. 根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，步驟3中，Κ個匹配濾波輸出信號 1X1，Χ2，…，χκ}中的第k個匹配濾波輸出信號的表達式為：式中，Xk表示第k個匹配濾波輸出信號，Xkl表示第k個匹配濾波輸出信號Xk的第一路信號，Xk2表示第k個匹配濾波輸出信號Xk的第二路信號，yk(t)表示接收天線在K個脈沖信號中的第k個脈沖信號發射時所接收到的回波信號，hi(t)和h2(t)表示匹配濾波器。5. 根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述錯誤鑒別概率的口限值η大于0且小于10-2。
【文檔編號】G01S7/36GK106093889SQ201610686339
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月18日公開號201610686339.0, CN 106093889 A, CN 106093889A, CN 201610686339, CN-A-106093889, CN106093889 A, CN106093889A, CN201610686339, CN201610686339.0
【發明人】陳伯孝, 王睿智, 項喆, 楊明磊
【申請人】西安電子科技大學

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