[发明专利]一种被动式MIMO雷达的全相参目标检测方法

说明书

本发明属于目标探测技术领域，具体涉及一种被动式MIMO雷达的目标检测方法。本发明的方法首先使用直接定位方法，每个接收机都能获得一个或多个相应的时延参数和多普勒信息，再通过接收机的空间位置以及获得的目标信号信息估计目标(虚假目标)的空间位置与速度信息，再构造一个空间与速度上的四维的搜索格点，融合到所接收到的直达波的参考信号中，搜索其互相关谱峰并根据最大似然估计准则判断该目标是否为虚假目标。该方法的信号功率能得到全相参的增益，因此对弱目标的检测性能会明显高于单站雷达。

技术领域

本发明属于目标探测技术领域，具体涉及一种被动式MIMO雷达的目标检测方法。

背景技术

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达是多输入多输出雷达的简称。由于MIMO技术在移动通信技术领域取得巨大进展，在本世纪初，人们开始将MIMO技术拓展到雷达探测技术领域，用于目标检测，定位跟踪等。MIMO雷达系统较传统雷达在信号检测能力、参数估计精度、目标分辨率等方面都有明显优势，尤其在抗雷达信号截获能力、强杂波条件下的弱目标检测能力及慢速目标检测跟踪等方面的性能较传统雷达都有显著的改善。

被动MIMO雷达系统是指利用广泛存在的多基站外辐射源如:调频广播信号,电视信号,手机基站信号等作为辐射源,仅通过雷达接收机接收处理目标反射的信号,再基于时差定位原理,获得距离和测量值，实现目标检测与定位跟踪。近年来，随着雷达与通信技术的迅猛发展，空间中的电磁环境愈来愈复杂，传统雷达隐蔽性能和检测性能受到了极大的影响，被动MIMO雷达系统因其隐蔽性好，定位构型灵活而受到各个领域的广泛关注。

发明内容

本发明针对被动MIMO雷达系统体制，提出了一种被动MIMO雷达的检测方法。该方法首先使用直接定位方法，每个接收机都能获得一个或多个相应的时延参数和多普勒信息，再通过接收机的空间位置以及获得的目标信号信息估计目标(虚假目标)的空间位置与速度信息，再构造一个空间与速度上的四维的搜索格点，融合到所接收到的直达波的参考信号中，搜索其互相关谱峰并根据最大似然估计准则判断该目标是否为虚假目标。该方法的信号功率能得到全相参的增益，因此对弱目标的检测性能会明显高于单站雷达。

本发明所采用的技术方案为：

首先对问题场景建立模型，本发明假定在MIMO雷达定位系统下有M个全向辐射源和N个接收站；辐射源m位于p_m＝[p_xm,p_ym]^Tm＝1,2,...,M，接收站n位于q_n＝[q_xn,q_yn]^Tn＝1,2,...,N。当目标存在时，则假定其位于u＝[u_x,u_y]^T，速度为v＝[v_x,v_y]^T，辐射源m到接收站n的直达波表示为x_mn(t)，辐射源m经由目标反射到接收站n的目标回波表示为y_mn(t)，定位模型如图1所示。

假设第m个辐射源发射的信号可以表示为s_m(t)，则直达波可以建模(假定采用方向性极高的天线对准接收，并采用滤波器去除其他参考信号的串扰，并且辐射源与接收站之间相对静止)为：

a_mn表示第m个辐射源到达第n个接收站的直达波信号强度，为相对相位偏移，延时(|a|表示矢量a的欧几里得距离)，w_n(t)为参考信道白噪声，可以建模为零均值，方差为时间上、空间上白的复噪声正态分布，即：

主通道信号建模(主通道信号通过频域滤波能滤除掉不同辐射源的串扰，并且采用自适应滤波的方法可以去除直达波与多径的串扰)为：