基于假设检验理论的雷达近邻目标距离统计分辨限

分辨率是雷达系统的重要性能指标之一,传统采用模糊函数(AF)来分析波形的距离和多普勒分辨能力。该文提出以下观点:第一,传统的模糊函数分析方法的基本出发点是首先采用匹配滤波来处理回波信号,而从机理上来说,匹配滤波是在白噪声和点目标前提下使得输出信噪比(SNR)最大,对检测来说最优,但不适用于多个目标的分辨问题;第二,模糊函数分析方法并不能反映出噪声、目标起伏等随机因素,以及近距多目标波形相互干扰等因素的影响;第三,模糊函数只适用于两相同信噪比目标分辨,不适用于实际中经常存在的不同信噪比的多个目标的分辨。该文基于原始回波数据,采用统计学中的假设检验理论来研究雷达近邻目标距离分辨的问题,在给出统计意义上的正确分辨概率和虚判概率定义基础上,推导近邻目标距离统计分辨限(SRL)的表达式。仿真表明,统计分辨限可以突破瑞利限。当设定虚判概率和分辨概率分别为0.001和0.5时,对幅度不相关0 dB的线性调频信号,距离统计分辨下限可达0.3倍瑞利限。

宽带MIMO雷达角度估计的统计分辨力

针对传统雷达分辨理论无法反映环境噪声和目标参数对MIMO雷达实际分辨能力的影响的问题,研究了基于统计分辨理论的宽带MIMO雷达角分辨力。建立了宽带MIMO雷达信号模型,将目标分辨问题等效为二元假设检验,利用广义似然比检验方法,推导了在给定虚警概率和检测概率时宽带MIMO雷达的统计角分辨力,分析了检验参数、信噪比、目标参数以及MIMO雷达发射波形参数和几何参数对分辨力的影响,得出与传统分辨理论相比更能反映雷达实际分辨能力的结果,可为雷达系统设计提供优化准则。

基于假设检验理论的统计分辨研究综述

对近邻目标的分辨一直以来是不同信号处理领域的关注热点。传统上基于相关分析或波束响应的瑞利限,难以反映实际系统中随机噪声等因素的影响,因此有学者提出了统计分辨(statistical resolution limit,SRL)的概念。当前关于统计分辨限的定义主要有两种:一是利用估计性能,即CRB(Cramér-Rao bound)界定义;二是采用二元假设检验(binary hypothesis test,BHT)理论定义。论文对后者的研究现状进行了梳理,得到一般的研究思路:构造二元假设检验分辨模型,进行泰勒近似得到关于待分辨参数的线性模型,或利用大快拍数条件的渐近分布理论,求解统计量的分布,进而得到统计分辨限与波形、信噪比等的关系。最后,指出该领域未来的一些研究建议。

基于Rao检验的信号统计分辨界分析

针对基于广义似然比检验(GLRT)的信号统计分辨界(SRL)分析存在计算较复杂、难以得到检测统计量解析表达式等问题,提出了一种基于Rao检测的SRL分析方法。分析了噪声方差已知和未知两种情形下的信号一维方位角SRL以及噪声方差已知时的信号二维方位角及俯仰角SRL,推导得到了Rao检测统计量以及对应SRL所需的最小信噪比(SNR),分析了检测性能、计算复杂度,并与GLRT方法进行了对比。仿真实验验证了Rao检测方法的有效性。

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

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。

用同步光微束作激发源的PSS性能研究

用同步光微束作激发源 ,对所研制的平面晶体波长色散位置灵敏谱仪 (PSS)性能进行了研究。结果表明 ,用LiF(2 0 0 )晶体测得TiKα的能量分辨率达 14 .2eV ,比Si(Li)探测器的能量分辨率好一个多量级 ;用Si(Li)观察不锈钢样品中的CrKβ与MnKα两X线为一重叠的峰 ,而用PSS能清楚地分辨它们 ;对K2 Cr2 O7样品中Cr的探测限 <2 0 0 μg/ g和对一气溶胶样品中Ti的可检测量达 10 - 9— 10 - 10 g量级。结果表明 ,随着实验条件的改善使PSS的探测限进一步降低 ,在同步光束线上用PSS开展高能量分辨的微量元素分析将是可行的。

基于Cramer-Rao界的密集目标统计分辨限

基于Cramer-Rao界,对Smith^([10])给出的密集信号统计分辨限(statistical resolution limit,SRL)进行了进一步研究,给出了一般结果.推导得出了两个点目标空间频率差Cramer-Rao界(CRB)的闭式表达式,并针对目标密集分布情况对此CRB进行了渐进分析,进一步由Smith准则确定了雷达系统密集目标分辨限的一般形式.SRL是目标功率比、目标回波初相差和信噪比(R_(sn))的函数.探讨了不同功率比和初相差条件下SRL与两个目标R_(sn)的关系.极大似然估计(MLE)仿真结果表明,在可分辨区内MLE的实验性能达到了CRB;在本文预测的分辨限处MLE的性能开始偏离CRB曲线.仿真结果验证了本文给出的统计分辨限是准确、合理的.