基于假设检验的雷达近邻目标距离统计分辨限——幅度随机分布
发布时间：2021-04-19 04:47
基于假设检验的统计分辨研究能够衡量统计意义下的分辨能力,还能够突破瑞利限的限制。当前研究均假定两目标的回波幅度为确定情况,实际中雷达观察的快起伏目标回波服从随机分布。基于随机分布假设,本文推导了两近邻点目标的距离统计分辨性能。研究表明,两种假设下的检验统计量均服从加权卡方分布,统计分辨概率和波形、幅度相关系数、回波信噪比等多种因素有关。仿真验证了理论推导的正确性,并且与应用于时延分辨的MUSIC算法相比,该方法具有更好的距离超分辨性能。
【文章来源】：信号处理. 2020,36(10)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
MIMO雷达假设检验超分辨处理流程图
仿真1 仿真理论与蒙特卡洛的结果,以及分辨性能随信噪比变化。假定两信号幅度不相关(c=0),设计两信号的间隔分别为0.2,0.4和0.5倍瑞利限。保持一信噪比不变(13 dB),另一信噪比从3到23 dB变化。设计多次随机实验,对每种信噪比进行1000次蒙特卡洛仿真,根据式(8)计算统计量,然后统计超过门限γ的次数(γ由式(14)计算得到,取虚判概率Pf=0.001),除以总次数得到分辨概率的数值解。理论解可以通过(14)和(15)进行仿真得到。绘制理论和数值结果如图2(a)所示,图中不同曲线对应不同的分辨间隔,实线代表理论结果,符号代表数值解。另一方面,固定分辨概率和虚判概率,仿真系统所能达到的最小分辨限与信噪比的关系,如图2(b)所示。这里给出的是理论结果,根据式(21)得到。从图(a)可以看出,在两个信号相距不同间隔下,理论值和数值解基本一致,分辨概率均随着信噪比增加而提高,间隔越大则分辨性能越好。而从图(b)可以看出,随着信噪比增加,所能达到的统计分辨限的下限降低;从不同曲线可以看出,要求的分辨概率越小,则能够达到的分辨下限也越小。
仿真2 从前文分析可以看出,分辨性能还与两信号相关系数有关。设SNR1=SNR2=10 dB,其他参数同仿真1,仿真与相关系数幅度和相位的三维关系如图3(a)所示;给定相关系数模值,仿真与相关系数相位的关系如图3(b)所示。从图(a)可以看出,当相关系数模不同时,分辨概率受相关系数相位的影响呈现出不同的曲线,当模值比较小时,分辨概率曲线比较平缓,当模值较大时,分辨概率曲线波动较大。从图(b)可以看出,固定相关系数模值,当相关系数的相位为0(两幅度同相,信号相似度最大)时,分辨概率最小;而当相关系数的相位为-p和p时(两幅度反相,相似度最小),分辨概率则达到最大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Colocated MIMO radar waveform design for angular statistical resolution limit in the context of hypothesis testing[J]. Yunlei ZHANG,Li WANG,Jinbo WANG,Jun TANG. Science China（Information Sciences）. 2019(04)
[2]基于假设检验理论的雷达近邻目标距离统计分辨限[J]. 张云雷,汤俊,王力. 雷达学报. 2019(01)
[3]改善高分辨逆波束形成检测性能方法研究[J]. 郑恩明,孙长瑜,陈新华,余华兵. 信号处理. 2013(05)
本文编号：3146862
【文章来源】：信号处理. 2020,36(10)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
MIMO雷达假设检验超分辨处理流程图
仿真1 仿真理论与蒙特卡洛的结果,以及分辨性能随信噪比变化。假定两信号幅度不相关(c=0),设计两信号的间隔分别为0.2,0.4和0.5倍瑞利限。保持一信噪比不变(13 dB),另一信噪比从3到23 dB变化。设计多次随机实验,对每种信噪比进行1000次蒙特卡洛仿真,根据式(8)计算统计量,然后统计超过门限γ的次数(γ由式(14)计算得到,取虚判概率Pf=0.001),除以总次数得到分辨概率的数值解。理论解可以通过(14)和(15)进行仿真得到。绘制理论和数值结果如图2(a)所示,图中不同曲线对应不同的分辨间隔,实线代表理论结果,符号代表数值解。另一方面,固定分辨概率和虚判概率,仿真系统所能达到的最小分辨限与信噪比的关系,如图2(b)所示。这里给出的是理论结果,根据式(21)得到。从图(a)可以看出,在两个信号相距不同间隔下,理论值和数值解基本一致,分辨概率均随着信噪比增加而提高,间隔越大则分辨性能越好。而从图(b)可以看出,随着信噪比增加,所能达到的统计分辨限的下限降低;从不同曲线可以看出,要求的分辨概率越小,则能够达到的分辨下限也越小。
仿真2 从前文分析可以看出,分辨性能还与两信号相关系数有关。设SNR1=SNR2=10 dB,其他参数同仿真1,仿真与相关系数幅度和相位的三维关系如图3(a)所示;给定相关系数模值,仿真与相关系数相位的关系如图3(b)所示。从图(a)可以看出,当相关系数模不同时,分辨概率受相关系数相位的影响呈现出不同的曲线,当模值比较小时,分辨概率曲线比较平缓,当模值较大时,分辨概率曲线波动较大。从图(b)可以看出,固定相关系数模值,当相关系数的相位为0(两幅度同相,信号相似度最大)时,分辨概率最小;而当相关系数的相位为-p和p时(两幅度反相,相似度最小),分辨概率则达到最大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Colocated MIMO radar waveform design for angular statistical resolution limit in the context of hypothesis testing[J]. Yunlei ZHANG,Li WANG,Jinbo WANG,Jun TANG. Science China（Information Sciences）. 2019(04)
[2]基于假设检验理论的雷达近邻目标距离统计分辨限[J]. 张云雷,汤俊,王力. 雷达学报. 2019(01)
[3]改善高分辨逆波束形成检测性能方法研究[J]. 郑恩明,孙长瑜,陈新华,余华兵. 信号处理. 2013(05)
本文编号：3146862
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