非相參積累的最佳加權(quán)檢測器起伏目標的非相參檢測課件

非相參積累的最佳加權(quán)檢測器起伏目標的非相參檢測第三講主要內(nèi)容非相參積累的最佳加權(quán)檢測器第三講主要內(nèi)容1§1非相參脈沖串的似然比檢測NP準則：在允許一定虛警概率條件下，使漏警概率達到最小，或使檢測概率達到最大。優(yōu)化函數(shù)（總錯誤函數(shù)）：§1非相參脈沖串的似然比檢測NP準則：在允許一定虛警概率2非相參積累的最佳加權(quán)檢測器起伏目標的非相參檢測課件3如果輸入為：則x(t)的概率分布密度函數(shù)為：如果輸入為：則x(t)的概率分布密度函數(shù)為：如果輸入為：則x(t)的概率分布密度函數(shù)為：如果輸入為：則x4則根據(jù)觀測空間的劃分，虛警概率為：檢測概率為：則總錯誤概率為：則根據(jù)觀測空間的劃分，虛警概率為：檢測概率為：則總錯誤概率為5則劃分到H1的點應(yīng)該滿足：則劃分到H0的點應(yīng)該滿足：即：則劃分到H1的點應(yīng)該滿足：則劃分到H0的點應(yīng)該滿足：即：6基于似然比的最佳檢測系統(tǒng)基于似然比的最佳檢測系統(tǒng)7§1非相參脈沖串的似然比檢測一、單次信號的似然比檢測回波中頻信號§1非相參脈沖串的似然比檢測一、單次信號的似然比檢測8§1非相參脈沖串的似然比檢測一、單次信號的似然比檢測回波復包絡(luò)信號離散化§1非相參脈沖串的似然比檢測一、單次信號的似然比檢測離散9§1非相參脈沖串的似然比檢測一、單次信號的似然比檢測噪聲§1非相參脈沖串的似然比檢測一、單次信號的似然比檢測10§1非相參脈沖串的似然比檢測§1非相參脈沖串的似然比檢測11§1非相參脈沖串的似然比檢測§1非相參脈沖串的似然比檢測12§1非相參脈沖串的似然比檢測(1)式可轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪恍问?，這是因，為隨機相位，0~2

均勻分布§1非相參脈沖串的似然比檢測(1)式可轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪恍问剑?3§1非相參脈沖串的似然比檢測二、脈沖串的似然比檢測§1非相參脈沖串的似然比檢測二、脈沖串的似然比檢測14§1非相參脈沖串的似然比檢測二、脈沖串的似然比檢測§1非相參脈沖串的似然比檢測二、脈沖串的似然比檢測15§1非相參脈沖串的似然比檢測二、脈沖串的似然比檢測§1非相參脈沖串的似然比檢測二、脈沖串的似然比檢測16§1非相參脈沖串的似然比檢測1、當較小時，

判決式變?yōu)椋?/p>

為天線方向圖四次方調(diào)制，所以為接收機平方律檢波輸出包絡(luò)進行天線方向圖四次方加權(quán)，達到最優(yōu)性能?！?非相參脈沖串的似然比檢測1、當較小時，判決式17非相參積累的最佳加權(quán)檢測器起伏目標的非相參檢測課件18§1非相參脈沖串的似然比檢測2、當>>1時，

為線性檢波輸出經(jīng)天線二次方加權(quán)判決式變?yōu)椋骸?非相參脈沖串的似然比檢測2、當>>1時，19§1非相參脈沖串的似然比檢測3、實現(xiàn)：§1非相參脈沖串的似然比檢測3、實現(xiàn)：20§2雙極點濾波器§2雙極點濾波器21一、原理：該濾波器的脈沖響應(yīng)時間函數(shù)近似為最佳加權(quán)§2雙極點濾波器一、原理：§2雙極點濾波器22§2雙極點濾波器差分方程Z變換雙極點為：§2雙極點濾波器差分方程Z變換雙極點為：23§2雙極點濾波器取，且，Z1,Z2為一對共軛極點，其響應(yīng)最接近天線四次方加權(quán)傳遞函數(shù)為：§2雙極點濾波器取，且24§2雙極點濾波器由K1和K2得到：§2雙極點濾波器由K1和K2得到：25§2雙極點濾波器H(Z)的反變換為濾波器的脈沖響應(yīng)：§2雙極點濾波器H(Z)的反變換為濾波器的脈沖響應(yīng)：26§2雙極點濾波器二、最佳K1，K2代

0入K1，K2中

由輸出S/N最大，得K1和K2之最佳值§2雙極點濾波器二、最佳K1，K2代0入K1，K227§2雙極點濾波器二、最佳K1，K2§2雙極點濾波器二、最佳K1，K228§2雙極點濾波器搜索得(S/N)max時，=0.63，ndTr=2.2；令3dB波束內(nèi)脈沖數(shù)為n，則：§2雙極點濾波器搜索得(S/N)max時，=0.629§2雙極點濾波器nK1K2(S/N)o(S/N)opt51.2638210.4907184.784.99101.6293710.6978557.838.00151.7536190.7860289.609.70201.8157020.83451410.8611.01251.8530010.86527311.8311.98301.8776550.88627712.6212.771001.96287170.9637064117.8518.00表一、n，K1，K2，(S/N)o，(S/N)opt值§2雙極點濾波器nK1K2(S/N)o(S/N)op30§2雙極點濾波器這里(S/N)o與(S/N)opt僅差0.15dB，這是由于h(j)和有微小差異造成。雙極點濾波器可在模擬進行，省去A/D，但精確的K1、K2難實現(xiàn)。如用數(shù)字實現(xiàn)，K1、K2應(yīng)為12位精度較好

§2雙極點濾波器這里(S/N)o與(S/N)opt僅31§2雙極點濾波器三、角精度過門限估計器測角法最大值估計器：

Amax為輸出幅度最大值時之角度§2雙極點濾波器三、角精度32§3各種檢測其性能比較類型檢測性能角精度最佳（似然比）0dB(Cramer-Rao界)大滑窗多分層天線四次方加權(quán)0db

大滑窗多分層矩形加權(quán)-0.5dB(1+0.15)

雙極點-0.3dB1.1二分層大滑窗(-1~-2)dB(2~2.5)

二分層成組雙門限檢測器(-1.5~-2)dB天線步進角§3各種檢測其性能比較類型檢測性能角精度最佳（似然比33§4影響積累檢測器性能的因素一、幅度分層數(shù)的影響A/D位數(shù)分層數(shù)量化損失12(1.5~2.5)dB240.5dB380.06dB4160.02dB當A/D位數(shù)大于4位后，損失很小§4影響積累檢測器性能的因素一、幅度分層數(shù)的影響A/34§4影響積累檢測器性能的因素一、幅度分層數(shù)的影響a為信噪比,為分層后信號中信息量與全部信息量之比；可見A/D>4bits，損失極小?！?影響積累檢測器性能的因素一、幅度分層數(shù)的影響a為35§4影響積累檢測器性能的因素二、天線波束形狀的影響天線方向圖函數(shù)G()，高斯形，3dB夾角為0信號：§4影響積累檢測器性能的因素二、天線波束形狀的影響天36§4影響積累檢測器性能的因素三、目標起伏的影響1、起伏分類（一）SwerlingI型（scantoscan）§4影響積累檢測器性能的因素三、目標起伏的影響（一）37§4影響積累檢測器性能的因素三、目標起伏的影響1、起伏分類（二）SwerlingII型（pulsetopulse）§4影響積累檢測器性能的因素三、目標起伏的影響（二）38§4影響積累檢測器性能的因素三、目標起伏的影響1、起伏分類（三）SwerlingIII型（scantoscan）§4影響積累檢測器性能的因素三、目標起伏的影響（三）39§4影響積累檢測器性能的因素三、目標起伏的影響1、起伏分類（四）SwerlingIV型（pulsetopulse）§4影響積累檢測器性能的因素三、目標起伏的影響（四）40§4影響積累檢測器性能的因素2、對PD的影響非起伏單次檢測概率SwerlingI和III：慢起伏，波束內(nèi)脈沖相關(guān)，PD計算相同；多次scan，而計算平均§4影響積累檢測器性能的因素2、對PD的影響非起伏單41§4影響積累檢測器性能的因素2、對PD的影響非起伏單次檢測概率SwerlingII和IV：快起伏，單次檢測的平均檢測概率：§4影響積累檢測器性能的因素2、對PD的影響非起伏單42§4影響積累檢測器性能的因素結(jié)論：1)S/N高時，I,III比II,IV差4dB2)起伏比非起伏差2~8dB信噪比§4影響積累檢測器性能的因素結(jié)論：1)S/N高43§5起伏目標的非相參檢測一、引言?目標分類非起伏—信號回波包絡(luò)S=const.，噪聲為Random起伏—信號回波包絡(luò)S和N均為Random?起伏原因

RCS起伏：視角變1°，RCS變化10dB；機頭、機尾差30~40dB.RCS隨機S隨機FAS隨機§5起伏目標的非相參檢測一、引言44目標RCS變化目標RCS變化45§5起伏目標的非相參檢測一、引言?起伏損失：達相同性能，起伏比非起伏所需增加的信噪比，Lf例：?注：此處不考慮天線方向圖調(diào)制

§5起伏目標的非相參檢測一、引言46§5起伏目標的非相參檢測二、目標起伏類型Swerling四種起伏模型慢快指數(shù)模型III2模型IIIIV

P0為輸入信號噪聲功率比

無起伏Swerling0型——理想模型§5起伏目標的非相參檢測二、目標起伏類型47§5起伏目標的非相參檢測三、起伏目標條件下非相參積累器的檢測性能模型采用直接相加的線性積累器§5起伏目標的非相參檢測三、起伏目標條件下非相參積累48§5起伏目標的非相參檢測1、Swerling0型（不起伏）?v的分布§5起伏目標的非相參檢測1、Swerling049§5起伏目標的非相參檢測1、Serling0型?v的分布§5起伏目標的非相參檢測1、Serling050§5起伏目標的非相參檢測§5起伏目標的非相參檢測51§5起伏目標的非相參檢測v的特征函數(shù)

v(t)為§5起伏目標的非相參檢測v的特征函數(shù)v(t)為52§5起伏目標的非相參檢測v的特征函數(shù)

v(t)為代入v的表達式如果是非獨立的隨機變量，這里應(yīng)該是什么？§5起伏目標的非相參檢測v的特征函數(shù)v(t)為53§5起伏目標的非相參檢測v的特征函數(shù)

v(t)為§5起伏目標的非相參檢測v的特征函數(shù)v(t)為54§5起伏目標的非相參檢測vN的分布§5起伏目標的非相參檢測vN的分布55§5起伏目標的非相參檢測2、當起伏時P起伏x起伏（相同）SwerlingI型：

同一掃描(波束內(nèi)),N個信號非起伏,

VN(t)滿足(3-1)式。掃描間起伏，則計算特征函數(shù)的平均值：§5起伏目標的非相參檢測2、當起伏時同一掃描(波束內(nèi)56§5起伏目標的非相參檢測2、當起伏時

P起伏x起伏（相同）SwerlingI型：

則v的概率密度函數(shù)為：不完全Gamma函數(shù)§5起伏目標的非相參檢測2、當起伏時則v的概率密度函57§5起伏目標的非相參檢測§5起伏目標的非相參檢測58§5起伏目標的非相參檢測§5起伏目標的非相參檢測59SwerlingI型目標的檢測概率和信噪比、非相參積累脈沖數(shù)N的關(guān)系，Pf=10-6。SwerlingI型目標的檢測概率和信噪比、非相參積累脈沖60§5起伏目標的非相參檢測SwerlingII型（快起伏）單脈沖檢波輸出的平均特征函數(shù)波束內(nèi)N個脈沖的特征函數(shù)單次檢測的特征函數(shù)§5起伏目標的非相參檢測SwerlingII型（61§5起伏目標的非相參檢測SwerlingII型（快起伏）反變換得：§5起伏目標的非相參檢測SwerlingII型（62§5起伏目標的非相參檢測SwerlingIII型（慢起伏）掃描間平均特征函數(shù)：§5起伏目標的非相參檢測SwerlingIII型63§5起伏目標的非相參檢測SwerlingIV型（快起伏）脈沖間平均特征函數(shù)：§5起伏目標的非相參檢測SwerlingIV型（64§5起伏目標的非相參檢測SwerlingIV型§5起伏目標的非相參檢測SwerlingIV型65§5起伏目標的非相參檢測§5起伏目標的非相參檢測66§5起伏目標的非相參檢測§5起伏目標的非相參檢測67§5起伏目標的非相參檢測1、對單次檢測性能pd>0.3起伏性能惡化pd<0.3起伏性能更好2、Lf與PF關(guān)系不大，當PF=10-2～10-14時，Lf值不超過2dB四、某些結(jié)論§5起伏目標的非相參檢測1、對單次檢測性能四、某些結(jié)68§5起伏目標的非相參檢測3、各種起伏的比較PD0.3時，I,III損失比II,IV大；PD0.3時，III比I好，IV比II好PD<0.3時，情況反之n=10,Pf=10-8§5起伏目標的非相參檢測3、各種起伏的比較n=10,69§5起伏目標的非相參檢測隨N的增加，快起伏性能上升，當N100后，快起伏與0型幾乎相同?！?起伏目標的非相參檢測隨N的增加，快起伏性能上升，70§5起伏目標的非相參檢測積累后，快起伏比慢起伏好的原因§5起伏目標的非相參檢測積累后，快起伏比慢起伏好71§5起伏目標的非相參檢測積累后，快起伏比慢起伏好的原因?起伏回波等效于非起伏目標加有色噪聲?積累器相當于低通濾波器（虛線）?慢起伏噪聲部分頻譜為低頻分量，不能被積累消除?快起伏噪聲部分頻譜多為高頻分量，積累可消除大部