[发明专利]基于双频发射的双基地MIMO雷达高速运动目标参数估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及多输入多输出雷达系统的应用领域，特别涉及基于双频发射的双基地MIMO雷达高速运动目标参数估计方法。

背景技术

目标探测是雷达的一项重要任务。然而，近年来雷达正面临着高速和高机动目标的严峻挑战，例如在防空领域中超高音速高机动的战斗机和导弹，以及在开发太空资源时需要监视的轨道目标和空间碎片等。现代雷达通常采用匹配滤波以及多脉冲长时间相参积累技术来提高低可观测目标的回波信噪比，从而实现对低速运动目标的有效探测。但是对于高速高机动目标，它所带来的高多普勒频率会导致传统匹配滤波器严重失配以及速度模糊，而在长时间相参积累中易出现回波包络走动、多普勒扩散等问题，这都会严重影响雷达对高速目标的检测。

目前，利用传统雷达探测高速运动目标方面已经开展了广泛和深入的研究，并提出了一系列的算法。一些常用的包络对齐方法如插值移位补偿法、相位对齐法、以及最小熵法等在回波信噪比较高情况下能取得较好的包络对齐效果，而在低信噪比下由于无法有效提取相邻周期回波的相关性从而导致其积累效果较差。采用Keystone变换的回波校正方法在低信噪比情况下仍能保留回波相位关系，可实现目标回波信号的长时间积累，但是该方法要求目标径向速度在积累期内保持不变并且预先知道目标速度的模糊值，然而高速高机动目标的径向加速度易使目标径向速度是时变的，而且目标高速运动带来的高多普勒频率会远大于雷达信号的重复频率从而导致速度测量模糊，并且其速度模糊值是未知的，因此Keystone变换很难直接应用于高速高机动目标的长时间相干检测。苏军海在IET Radar,Sonar and Navigation期刊的2010年第4卷第4期的595页至603页对高机动目标的加速度和多普勒频率模糊数进行搜索估计，从而使得Keystone变换能有效校正目标距离徙动，以便后续的目标参数化检测。邢孟道在IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems期刊的2011年第47卷第1期的214页至224页利用最小熵法估计目标的加速度，然后使用频谱拟合方法估计出目标的模糊多普勒频率值，再采用Radon变换来估计高速目标的多普勒频率模糊值，最后利用运动参数的估计值构造相位补偿函数以校正回波信号的距离走动和多普勒扩散，从而实现回波信号的长时间相干积累。但是上述两种算法的多普勒频率模糊数都是基于非相参处理方式进行估计的，在低信噪比情况下因模糊数估计不准而导致这些算法的相参积累性能严重恶化。