本發明專利技術公開了一種基于MIMO的雙基地雷達地面動目標檢測方法，主要解決現有距離依賴補償方法運算量高，且需要已知某些雷達參數才能補償的問題。其實現步驟為：(1)用發射波形對雷達的回波數據進行匹配濾波；(2)采用投影方法消除雜波譜的距離依賴特性；(3)用消除距離依賴影響后的數據估計出雜波協方差矩陣；(4)根據空時自適應處理原理得到最優權矢量；(5)用最優權對數據加權，消除背景雜波，檢測出目標信號。本發明專利技術原理簡單，采用投影方法消除距離依賴的運算復雜度低，與雙基地SIMO雷達相比具有更好的地面動目標檢測性能，可在不需要已知雷達參數的情況下檢測出地面運動目標。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于雷達
，涉及多輸入多輸出MIMO和雙基地雷達地面動目標檢測，可以用于雙基地地面動目標檢測雷達消除地面雜波，分離待檢測目標信號。
技術介紹
在現代戰爭中，雷達已經成為必備的軍事裝置，許多雷達的高新技術就是為了滿足某種軍事應用而發展起來的，其中地面動目標檢測就是雷達的一個重要應用。對于機載或星載雷達來說，由于雷達處于下視工作狀態，回波中不可避免的包含了大量強的地雜波信號，且雜波分布范圍廣、強度大，不同方向的地雜波相對于載機的速度各異；同時由于雷達平臺運動使得雜波譜大大擴展，致使目標常常淹沒在雜波中，雷達的檢測性能受到嚴重影響。因此，必須濾除或抑制地雜波，提高雷達的檢測性能。目前針對地面動目標檢測的方法主要是空時自適應處理。該方法最早由Brerman 等人在1973年提出，其基本思想是在高斯雜波背景加確知信號的模型下，根據某一最佳準貝U，通過對空時二維數據進行自適應處理，有效地分離雜波與目標信號，達到最佳輸出信噪比。該方法的最優權矢量需要準確地估計出待檢測距離門的雜波協方差矩陣，在單基地正側視條件下，不同距離門的二維雜波譜都是分布在同一條直線上，相鄰距離門之間滿足譜結構相同的條件，因此可以直接采用Reed提出的采樣協方差矩陣求逆算法估計雜波協方差矩陣。但是在雙基地情況下，由于雙基地雷達接收機和發射機分置的幾何結構特點，使得雜波功率譜的分布隨距離的變化而變化，呈現出距離非平穩特性，即不同距離門的雜波采樣數據不滿足獨立同分布條件，因而不能采用平均相鄰距離門快拍的方法獲得雜波協方差矩陣的最大似然估計。因此，如何利用相鄰距離門的采樣數據來估計待檢測距離門的雜波協方差矩陣就成為雙基地條件下空時自適應處理的關鍵問題，解決這個問題的方法通常稱為“距離依賴性補償”。針對雙基地雜波的距離依賴性補償，目前已有的方法主要有S.M.K0g0n等人 2001年發表的《Bistatic STAP for airborne radar system》一文中提出了多普勒補償法——對各距離門的每個空間通道作相應的多普勒補償。還有B. Himed等人2002年發表于 IEEE 雷達會議上白勺((STAP with angle-Doppler compensation forbistatic airborne radars》一文中，提出了角度多普勒補償法——在角度多普勒域將各訓練樣本的頻譜中心點對齊。這兩種方法運算復雜度高，且必須已知雷達系統的一些參數，但是在實際情況下， 根據接收數據估計出的這些參數往往不準確，因此它們不能精確地反映雜波隨距離的變化程度。另外，F D. Lapierre等人發表于2003年IEEE雷達會議上的《New solutions to the problem of range dependence inbistatic STAP radar》一文中，提出了基于雙基地結構參數估計的譜對齊法。此方法處理過程較為繁瑣，其中2DTTF和2DIFFT變換會帶來額外誤差，峰值提取和曲線映射等過程的具體處理也會出現一些不可避免的誤差成分。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述已有技術的不足，提出一種基于MBTO的雙基地雷達地面動目標檢測方法，以摒棄雙基地地面動目標檢測雷達對距離的依賴性，降低運算復雜度，在不需要估計雷達系統參數的情況下利用空時自適應處理消除地面雜波，檢測目標信號。為實現上述目的，本專利技術的處理方法包括如下步驟1.利用其雜波譜是發射錐角-接收錐角-多普勒頻率的三維譜線的MIMO模式， 對雷達的回波數據用M個發射天線單元的發射波形<，m=l，2，...，M進行匹配濾波，得到NXMXL 個充分統計數據權利要求1.一種基于MIMO的雙基地雷達地面動目標檢測方法，包括如下步驟(1)利用其雜波譜是發射錐角-接收錐角-多普勒頻率的三維譜線的MIMO模式，對雷達的回波數據用M個發射天線單元的發射波形<，m= 1,2, ...，M進行匹配濾波，得到 NXMXL 個充分統計數據2.根據權利要求書1所述的雙基地雷達地面動目標檢測方法，其中所述的MIMO模式， 是指雷達的發射機和接收機分置于不同地點，多個發射天線發射相互正交的信號，產生多個發射通道，在接收端用多個天線接收目標的回波信號，并通過信號處理的方法獲得目標相對于發射天線陣列的角度信息，其雜波譜是發射錐角-接受錐角-多普勒頻率的三維譜線。全文摘要本專利技術公開了一種基于MIMO的雙基地雷達地面動目標檢測方法，主要解決現有距離依賴補償方法運算量高，且需要已知某些雷達參數才能補償的問題。其實現步驟為(1)用發射波形對雷達的回波數據進行匹配濾波；(2)采用投影方法消除雜波譜的距離依賴特性；(3)用消除距離依賴影響后的數據估計出雜波協方差矩陣；(4)根據空時自適應處理原理得到最優權矢量；(5)用最優權對數據加權，消除背景雜波，檢測出目標信號。本專利技術原理簡單，采用投影方法消除距離依賴的運算復雜度低，與雙基地SIMO雷達相比具有更好的地面動目標檢測性能，可在不需要已知雷達參數的情況下檢測出地面運動目標。文檔編號G01S7/36GK102156279SQ201110122220公開日2011年8月17日 申請日期2011年5月12日 優先權日2011年5月12日專利技術者廖桂生, 李軍, 柴睿 申請人:西安電子科技大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種基于ＭＩＭＯ的雙基地雷達地面動目標檢測方法，包括如下步驟：（１）利用其雜波譜是發射錐角－接收錐角－多普勒頻率的三維譜線的ＭＩＭＯ模式，對雷達的回波數據用Ｍ個發射天線單元的發射波形ｍ＝１，２，．．．，Ｍ進行匹配濾波，得到Ｎ×Ｍ×Ｌ個充分統計數據ｎ＝１，２，Ｌ，Ｎ，ｍ＝１，２，Ｌ，Ｍ，ｌ＝１，２，Ｌ，Ｌ，其中上標＊表示共軛，Ｎ為接收天線陣元數，Ｍ為發射天線陣元數，Ｌ為一次相干處理間隔內的脈沖數，Ｎｃ為一個距離門上的雜波點源的個數，ρｉ為信號通過第ｉ個雜波點的反射系數，為第ｉ個雜波點的歸一化發射空間頻率，為第ｉ個雜波點的歸一化接收空間頻率，為第ｉ個雜波點的歸一化多普勒頻率；（２）對充分統計數據ｙｎ，ｍ，ｌ的變量ｎ求和，得到Ｍ×Ｌ個通道的和數據ｍ＝１，２，Ｌ，Ｍ，ｌ＝１，２，Ｌ，Ｌ；（３）將上述Ｍ×Ｌ個通道的和數據ｙｍ，ｌ，ｍ＝１，２，Ｌ，Ｍ，ｌ＝１，２，Ｌ，Ｌ寫成ＭＬ×１維的矢量形式，即，其中為匹配濾波輸出的第ｍ個發射通道的數據，，上標Ｔ表示轉置；（４）利用２ＭＬ次快拍對矢量Ｙ進行平均得到雜波協方差矩陣Ｒｃ的估計值其中Ｙ（ｋ）表示第ｋ個距離門的采樣快拍數據，該距離門是以接收機和發射機在地面的投影點為焦點，以固定的雙基地距離差為寬度劃分地面雜波的一組橢圓環，上標Ｈ表示共軛轉置。（５）根據空時自適應處理原理，由上述得到最優權矢量其中μ為一個標量，為雜波協方差矩陣估計值的逆矩陣，為空時導向矢量，為發射導向矢量，為多普勒導向矢量，符號表示Ｋｒｏｎｅｃｋｅｒ積；（６）利用上述最優權矢量ｗ對Ｍ×Ｌ個通道的和數據ｙｍ，ｌ進行加權，以此消除地面雜波，檢測出運動目標。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李軍，柴睿，廖桂生，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：87
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