雷达探测的理论极限
2021-04-17徐大专
数据采集与处理 2021年2期
徐大专,张 晗,胡 超,潘 登
(南京航空航天大学电子信息工程学院,南京211106)
引 言
雷达探测的基本任务是目标检测和参数估计,通常首先进行目标检测,然后,根据检测到的目标存在状态信息进行参数估计。目标检测需要判断接收信号中是否有目标反射的回波,从而得出目标是否存在,确定目标个数[1]。通常的判断方法是将回波幅度与一个事先设定好的阈值进行比较,若回波幅度大于阈值,则说明目标存在,反之则说明目标不存在[2]。阈值的设定基于统计结果,因此存在判断错误的可能性。比如噪声的幅度超过了事先设定的门限,这种情况被称为虚警。在目标检测中,通常选用虚警概率-检测概率指标体系作为性能评价标准,即,给定虚警概率条件下,使检测概率最大化[3]。已经证明,在虚警概率-检测概率指标体系下,纽曼-皮尔逊(Neyman-Pearson,NP)准则是最佳的[4]。
在完成目标检测,判定有目标存在的情况下,需要对目标的距离、角度和速度等参数进行估计[5]。由于噪声和干扰的影响,每次参数估计都会存在误差,参数估计最重要的指标是估计精度[6]。最大似然(Maximum likelihood estimation,MLE)估计方法具有优越的性能,在实际中作为估计准则得到广泛应用。虽然最大似然准则是否最佳并没有得到理论证明,但在雷达信号处理中往往被看成事实上最佳,成为其他估计方法比较的依据。在多目标的情况下,MLE方法需要求解非线性的多维优化问题,为了减少密集多目标场景下的计算复杂度,一系列基于最大似然准则的算法被相继提出[7-9],在取得接近MLE方法性能的前提下减少了运算量。……
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