小训练样本数下多通道雷达信号检测方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61501505
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0112.雷达原理与技术
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Signal detection with low sample support is a difficult problem often encountered in multichannel radar systems. Conventional methods to solve this difficulty are usually assuming that a priori knowledge about the noise covariance matrix is available. However, this knowledge may be difficult to be accurately obtained in practice. Moreover, when the knowledge is inaccurate, the conventional detectors will suffer considerable performance loss. In this project we will investigate many kinds of problems for multichannel radar signal detection with low sample support, use the signal structure information to design effective detectors which do not depend on the prior knowledge about the noise covariance matrix. For subspace signal detection with low sample support, we adopt the scheme of “signal integration before detection” to devise detectors; for detection problem in interference with low sample support, we employ the scheme of “interference cancellation before detection” to devise detectors; for the problem of generalized direction detection with low sample support, we use the scheme of “generating virtual training data before detection” to devise detectors. Moreover, we will investigate the statistical performance of the proposed detectors and derive their analytical probabilities of detection. In addition, after all the problems above are solved, we will compare the detection performance of the proposed approaches with the conventional ones in the case of sufficient training data, and obtain useful conclusions. The research achievements can provide significantly theoretical and technical supports for multichannel signal detection with low sample support.
小训练样本数下的信号检测是多通道雷达系统所面临的难题之一。为解决该问题,通常的做法是假设预先获得噪声协方差矩阵的部分先验信息。然而,在实际应用中往往很难准确获得该先验信息,而且当先验信息不准确时,检测器可能遭受严重的性能损失。本项目拟研究小训练样本数下多通道雷达信号检测的多种问题,充分利用信号的结构信息,探索不依赖噪声协方差矩阵先验知识的解决途径。针对子空间信号检测问题,拟采用“先信号积累、后检测”的策略进行检测器设计;针对存在干扰时的检测问题,拟采用“先干扰抑制、后检测”的策略进行检测器设计;针对广义方向检测问题,拟采用“先数据变换产生虚拟训练样本、后检测”的策略进行检测器设计;并分析各检测器的统计性能。在解决上述问题之后,拟进一步比较所提检测方法与常规方法在训练样本充足时的区别与联系,得出有益结论。该项目研究成果对训练样本不足时的多通道信号检测具有重要的理论意义和应用价值。

结项摘要

本项目围绕小训练样本数下多通道雷达信号检测问题,开展了多方面的研究工作:(1)针对子空间信号检测问题,采用“先信号积累、后检测”的策略提出了有效的检测器并得到了统计特性;基于杂波加噪声协方差矩阵斜对称的性质,提出了小训练样本数下适用于点目标及扩展目标的自适应检测器并得到了统计特性;利用降秩技术构造了适用于小训练样本的有效降秩子空间检测器;基于先验知识,提出了适用于复合高斯非均匀环境的小训练样本检测器;基于子空间正交投影思想,提出了小训练样本数下适用于运动目标的检测器。(2)针对存在干扰时的检测问题,采用“先干扰抑制、后检测”的策略提出了适用于小训练样本环境下的检测器。此外,基于稀疏贝叶斯思想,提出了小训练样本下一种抑制灵巧干扰的有效方法。(3)针对广义方向检测问题,基于广义似然比准则,提出了适用于部分均匀环境中的有效检测器。在完成上述既定的研究内容基础上,本项目进一步拓展了研究范围,取得了多项研究成果,包括:无需训练样本的MIMO雷达目标检测、小样本数下基于稀疏恢复的机载雷达杂波抑制、小样本数下基于协方差矩阵斜对称的信干噪比分析、训练样本充足下均匀及部分均匀环境中存在信号失配的扩展目标检测、存在干扰时的子空间目标检测及统计性能分析、子空间信号失配下自适应检测器的统计性能分析、结构非均匀环境中的子空间信号检测、干扰条件下部分均匀环境中的方向检测、基于盲源分离的雷达抗干扰问题,等。在基金资助下发表及录用SCI论文41篇、EI论文6篇、中文核心论文1篇,申请国家发明专利7项。研究成果对多通道信号检测,尤其是小训练样本情况下的信号检测具有重要的理论意义和应用价值,为我国相控阵雷达及MIMO雷达目标探测能力提升提供了一定的理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(7)
零训练样本的集中式MIMO雷达斜对称检测器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    电子与信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨海峰;蒋国喜;刘维建;谢文冲;王永良
  • 通讯作者:
    王永良
GLRT detector based on knowledge aided covariance estimation in compound Gaussian environment
复合高斯环境下基于知识辅助协方差估计的GLRT检测器
  • DOI:
    10.1016/j.sigpro.2018.10.008
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Signal Processing
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Shang Zheran;Li Xiang;Liu Yongxiang;Wang Yongliang;Liu Weijian
  • 通讯作者:
    Liu Weijian
Radar Detection of Moderately Fluctuating Target Based on Optimal Hybrid Integration Detector
基于最优混合积分探测器的中幅波动目标雷达检测
  • DOI:
    10.1109/taes.2018.2887198
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Zhou Xu;Qian Lichang;Ding Zegang;Xu Jia;Liu Weijian;You Pengjie;Long Teng
  • 通讯作者:
    Long Teng
Multichannel Signal Detection Based on Wald Test in Subspace Interference and Gaussian Noise
子空间干扰和高斯噪声中基于Wald检验的多通道信号检测
  • DOI:
    10.1109/taes.2018.2870445
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Liu, Weijian;Liu, Jun;Wang, Yong-Liang
  • 通讯作者:
    Wang, Yong-Liang
训练样本不足时的子空间信号检测方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    电讯技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨星;王利才;杨洋;王鹤磊;刘维建
  • 通讯作者:
    刘维建

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其他文献

多通道复信号检测中的几种常用复统计分布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    电子学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘维建;谢文冲;王永良
  • 通讯作者:
    王永良
机载雷达空时自适应检测方法研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    雷达学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王永良;刘维建;谢文冲;段克清;高飞;王泽涛
  • 通讯作者:
    王泽涛
部分均匀环境中存在干扰时机载雷达广义似然比检测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    电子与信息学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘维建;谢文冲;王永良
  • 通讯作者:
    王永良
基于对角加载的自适应匹配滤波器和自适应相干估计器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    系统工程与电子技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘维建;谢文冲;王永良
  • 通讯作者:
    王永良
一种基于稀疏重构的主瓣拖曳式干扰抑制方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科学:信息科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周必雷;李荣锋;段克清;王永良;刘维建;陈风波
  • 通讯作者:
    陈风波

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非理想条件下机载雷达空时自适应检测理论与方法研究
  • 批准号:
    62071482
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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