第三讲_非相参积累的最优加权检测和起伏目标的非相参积累.ppt

非相参积累的最佳加权检测器起伏目标的非相参检测,第三讲主要内容,1非相参脉冲串的似然比检测,NP准则：在允许一定虚警概率条件下，使漏警概率达到最小，或使检测概率达到最大。,优化函数（总错误函数）：,如果输入为：,则x(t)的概率分布密度函数为：,如果输入为：,则x(t)的概率分布密度函数为：,则根据观测空间的划分，虚警概率为：,检测概率为：,则总错误概率为：,则划分到H1的点应该满足：,则划分到H0的点应该满足：,即：,基于似然比的最佳检测系统,1非相参脉冲串的似然比检测,一、单次信号的似然比检测回波中频信号,1非相参脉冲串的似然比检测,一、单次信号的似然比检测回波复包络信号,离散化,1非相参脉冲串的似然比检测,一、单次信号的似然比检测噪声,1非相参脉冲串的似然比检测,1非相参脉冲串的似然比检测,1非相参脉冲串的似然比检测,(1)式可转变为另一形式，这是因，为随机相位，02均匀分布,1非相参脉冲串的似然比检测,二、脉冲串的似然比检测,1非相参脉冲串的似然比检测,二、脉冲串的似然比检测,1非相参脉冲串的似然比检测,二、脉冲串的似然比检测,1非相参脉冲串的似然比检测,1、当较小时，,判决式变为：,为天线方向图四次方调制，所以为接收机平方律检波输出包络进行天线方向图四次方加权，达到最优性能。,1非相参脉冲串的似然比检测,2、当1时，,为线性检波输出经天线二次方加权,判决式变为：,1非相参脉冲串的似然比检测,3、实现：,2双极点滤波器,一、原理：该滤波器的脉冲响应时间函数近似为最佳加权,2双极点滤波器,2双极点滤波器,差分方程,Z变换,双极点为：,2双极点滤波器,取，且，Z1,Z2为一对共轭极点，其响应最接近天线四次方加权,传递函数为：,2双极点滤波器,由K1和K2得到：,2双极点滤波器,H(Z)的反变换为滤波器的脉冲响应：,2双极点滤波器,二、最佳K1，K2,代0入K1，K2中,由输出S/N最大，得K1和K2之最佳值,2双极点滤波器,二、最佳K1，K2,2双极点滤波器,搜索得(S/N)max时，=0.63，ndTr=2.2；令3dB波束内脉冲数为n，则：,2双极点滤波器,表一、n，K1，K2，(S/N)o，(S/N)opt值,2双极点滤波器,这里(S/N)o与(S/N)opt仅差0.15dB，这是由于h(j)和有微小差异造成。双极点滤波器可在模拟进行，省去A/D，但精确的K1、K2难实现。如用数字实现，K1、K2应为12位精度较好,2双极点滤波器,三、角精度过门限估计器测角法最大值估计器：Amax为输出幅度最大值时之角度,3各种检测其性能比较,4影响积累检测器性能的因素,一、幅度分层数的影响,当A/D位数大于4位后，损失很小,4影响积累检测器性能的因素,一、幅度分层数的影响,a为信噪比,为分层后信号中信息量与全部信息量之比；可见A/D4bits，损失极小。,4影响积累检测器性能的因素,二、天线波束形状的影响,天线方向图函数G()，高斯形，3dB夹角为0,信号：,4影响积累检测器性能的因素,三、目标起伏的影响1、起伏分类,（一）SwerlingI型（scantoscan）,4影响积累检测器性能的因素,三、目标起伏的影响1、起伏分类,（二）SwerlingII型（pulsetopulse）,4影响积累检测器性能的因素,三、目标起伏的影响1、起伏分类,（三）SwerlingIII型（scantoscan）,4影响积累检测器性能的因素,三、目标起伏的影响1、起伏分类,（四）SwerlingIV型（pulsetopulse）,4影响积累检测器性能的因素,2、对PD的影响,非起伏单次检测概率,SwerlingI和III：慢起伏，波束内脉冲相关，PD计算相同；多次scan，而计算平均,4影响积累检测器性能的因素,2、对PD的影响,非起伏单次检测概率,SwerlingII和IV：快起伏，单次检测的平均检测概率：,4影响积累检测器性能的因素,结论：1)S/N高时，I,III比II,IV差4dB2)起伏比非起伏差28dB,信噪比,5起伏目标的非相参检测,一、引言目标分类非起伏信号回波包络S=const.，噪声为Random起伏信号回波包络S和N均为Random起伏原因RCS起伏：视角变1，RCS变化10dB；机头、机尾差3040dB.RCS随机S随机FAS随机,目标RCS变化,5起伏目标的非相参检测,一、引言起伏损失：达相同性能，起伏比非起伏所需增加的信噪比，Lf例：注：此处不考虑天线方向图调制,5起伏目标的非相参检测,二、目标起伏类型Swerling四种起伏模型慢快指数模型III模型IIIIVP0为输入信号噪声功率比无起伏Swerling0型理想模型,5起伏目标的非相参检测,三、起伏目标条件下非相参积累器的检测性能模型,采用直接相加的线性积累器,5起伏目标的非相参检测,1、Swerling0型（不起伏）v的分布,5起伏目标的非相参检测,1、Serling0型v的分布,5起伏目标的非相参检测,5起伏目标的非相参检测,v的特征函数v(t)为,5起伏目标的非相参检测,v的特征函数v(t)为,代入v的表达式,如果是非独立的随机变量，这里应该是什么？,5起伏目标的非相参检测,v的特征函数v(t)为,5起伏目标的非相参检测,vN的分布,5起伏目标的非相参检测,2、当起伏时P起伏x起伏（相同）SwerlingI型：,同一扫描(波束内),N个信号非起伏,VN(t)满足(3-1)式。扫描间起伏，则计算特征函数的平均值：,5起伏目标的非相参检测,2、当起伏时P起伏x起伏（相同）SwerlingI型：,则v的概率密度函数为：,不完全Gamma函数,5起伏目标的非相参检测,5起伏目标的非相参检测,SwerlingI型目标的检测概率和信噪比、非相参积累脉冲数N的关系，Pf=10-6。,5起伏目标的非相参检测,SwerlingII型（快起伏）,单脉冲检波输出的平均特征函数,波束内N个脉冲的特征函数,单次检测的特征函数,5起伏目标的非相参检测,SwerlingII型（快起伏）,反变换得：,5起伏目标的非相参检测,SwerlingIII型（慢起伏）,扫描间平均特征函数：,5起伏目标的非相参检测,SwerlingIV型（快起伏）,脉冲间平均特征函数：,5起伏目标的非相参检