【摘 要】
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随着现代战争中武器研发速度越来越快、作战理念越来越多元化,雷达作为战场的眼睛需要不断创新发展以应对带来的新挑战。其中,在整个雷达家族发展进程中,被动分布式雷达因为在战场生存方面具备的天然优势以及多基站融合检测相比较于单雷达基站检测具有更高的时空覆盖范围、更好的抑制目标闪烁能力的特点,受到了大量学者的关注。同时,被动分布式雷达可以充分利用已有电磁资源来构成网络化、低成本的区域防空预警系统,而不占用珍
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随着现代战争中武器研发速度越来越快、作战理念越来越多元化,雷达作为战场的眼睛需要不断创新发展以应对带来的新挑战。其中,在整个雷达家族发展进程中,被动分布式雷达因为在战场生存方面具备的天然优势以及多基站融合检测相比较于单雷达基站检测具有更高的时空覆盖范围、更好的抑制目标闪烁能力的特点,受到了大量学者的关注。同时,被动分布式雷达可以充分利用已有电磁资源来构成网络化、低成本的区域防空预警系统,而不占用珍贵的电磁频谱资源,这在整个国防建设中具有深远的意义。而在被动分布式雷达目标检测的方法研究中,已提出的方法通常是在直接利用不同雷达基站接收信号之间相关性的基础上得到的,没有充分地考虑到一些接收到的信号在频域上是近似稀疏或者局部稀疏的特性。为了有效挖掘信号本身的特点,本论文在此特性基础上展开被动分布式雷达集中式、分布式两种目标检测方法研究。同时为解决检测中遇到的大规模数据信号重构问题,引入了近似消息传递算法,最终提出并分析了相应的目标检测方法CAMP-GLRT、DAMP-GLRT。具体表述如下:1、建立被动分布式雷达系统接收信号稀疏表示下的信号模型,并利用广义似然比检测方法推导相应的目标检测方法。不同于传统的采样方法,在稀疏表示下接收信号的模型建立中,各雷达基站利用了远远低于2倍最高信号频率的采样速率先做压缩性处理,再将压缩处理后的数据传输到融合中心。融合中心以广义似然比检测为准则,针对各个雷达基站压缩性处理中传感矩阵是否相同进行推导,最后得到两种相对应的集中式目标检测器。经过仿真分析发现,只有当各个雷达基站传感矩阵一样时,直接利用广义似然比检测方法的方法才可以检测出目标。2、研究了基于近似消息传递算法的集中式目标检测处理方法CAMP-GLRT。为了解决各个雷达基站传感矩阵不一样时,直接利用广义似然比检测方法无法做目标检测的问题,本文提出了集中式目标检测处理方法CAMP-GLRT。该方法同样首先将各雷达基站的信号传输到融合中心,但是融合中心在以广义似然比检测方法为目标检验准则的基础上加入了利用改进后的近似消息传递算法对接收信号进行重构的过程,最后推导得到相应的检验统计量。仿真结果表明,CAMP-GLRT检测器不仅仅可以在各雷达基站传感矩阵互不相同的条件下依旧保持稳定性和有效性,而且CAMP-GLRT检测器收敛所需的迭代次数少,每一次迭代的计算复杂度低,使得做出检测判决的时间花费很小。3、研究了将近似消息传递算法、去中心化两者优势结合的分布式目标检测处理方法DAMP-GLRT及其改进的目标检测方法。DAMP-GLRT方法中各个雷达基站对采集得到数据进行本地处理,然后通过基站之间的通信协议得到全局处理的方式进行迭代运算直到收敛,最终各个节点做出相同判决处理结果。DAMP-GLRT及不需要融合中心收集所有雷达基站的信号,在实现“去中心化”的能力的同时保持着有效的目标检测能力。但是DAMP-GLRT方法全局处理通信量巨大,因此又提出了改进的DAMP-GLRT方法。虽然该方法损失了很小的检测性能,但是可以极大的降低通信量。
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