【最新成果】复合高斯杂波下抑制失配信号的自适应检测器

随着我国建设“海洋强国”战略的确立、“一带一路”“海上丝绸之路”建设的启动、海上护航的常态化以及南海军事博弈的日益复杂化，对我国近海和远洋广阔海域的实时高效地侦查和监控成为一项亟待解决的艰巨任务。

在对海探测中，雷达不可避免地会接收到海杂波，海杂波具有高度的空间非均匀性、时间非平稳性、统计上的非高斯性（图1、图2）。

图1 某实测海杂波回波数据

图2 实测海杂波数据与高斯模型失配

海杂波的存在对雷达工作性能影响严重。海杂波形成机理复杂，不同气象条件、雷达工作参数及照射几何关系下，海杂波特性差异大。因此海杂波背景下的目标检测是雷达领域的一大难题。同时，随着海战场电磁环境的日益复杂，除了杂波之外，还受到不同类型的干扰的影响（如图3）。除了干扰之外，旁瓣目标、多径传播、阵列校准误差等因素都可能造成信号失配。因此，对主瓣目标检测性能以及旁瓣目标拒绝能力的折中是必须考虑的问题。具有选择性的检测器是指当信号发生失配时，其检测概率急剧下降，该检测器不会把大信杂比的失配信号作为感兴趣的信号检测出来。

图3 海战场环境示意图

目前，各种杂波背景下的匹配信号检测问题研究广泛，但对抑制失配信号的检测器研究较少。针对该问题，西安电子科技大学许述文副教授等以复合高斯杂波为背景，基于修正后的二元假设，设计了复合高斯杂波下对失配信号具有选择性的自适应检测器。

该工作已发表在《雷达学报》网络优先出版的“复合高斯杂波下抑制失配信号的自适应检测器”（许述文，石星宇，水鹏朗）。

该文首先在零假设下引入与实际目标信号在白化空间正交的虚假干扰以修正原始二元假设；接着基于两步广义似然比检验设计了奈曼皮尔逊准则下的最优检测器，并证明了所提检测器对海杂波纹理分量及协方差矩阵具有恒虚警特性；最后通过仿真及实测数据验证了该检测器的有效性。实验表明，该文所提检测器有效提高了对失配信号的选择性（图4），同时对距离扩展目标匹配信号的检测性能也有1-3dB的提升（图5）。

图4 检测概率随失配角的变化曲线（点目标）

图5 对匹配信号的检测性能曲线（距离扩展目标）

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