[发明专利]一种统计MIMO雷达多目标检测仿真方法

摘要

本发明公开了一种统计MIMO雷达多目标检测仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、构建MIMO雷达模型；步骤2、利用功率谱密度求解MIMO雷达的特征值和特征向量；步骤3、基于信号和噪声特征值大小差异，进行多目标迭代检测仿真。本发明针对不完全分集信道情况下，提出MIMO雷达多目标检测性能算法，解决了在真实的信道环境中，由于各种干扰存在以及复杂的电磁环境下，可能出现信道部分相关，提出了符合实际信道环境下的MIMO雷达多目标检测方法。本发明可以模拟真实任意信道环境，无论是完全分集还是不完全分集情况，用于MIMO雷达多目标检测。

主权项

1.一种统计MIMO雷达多目标检测仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、构建MIMO雷达模型；步骤2、利用功率谱密度求解MIMO雷达的特征值和特征向量；步骤3、基于信号和噪声特征值大小差异，进行多目标迭代检测仿真；假设MIMO雷达模型由M个发射天线、N个接收天线组成，则第j个接收天线接收的信号yj表示为：式中，x_i表示第i个发射天线所发射的信号，n_j表示第j个接收天线上的总噪声，h_ij表示通道增益，j＝1,…,N，为发射功率归一化因子；假设发射信号正交，接收端进行匹配滤波并转换成矩阵Y，则：式中，Y＝[yj]MN×1，H＝[hij]MN,n＝[nj]MN×1；利用功率谱密度求解特征值λi和特征向量ui的方法如下：λi＝Pyy(fi)  (1)式中，fi＝i/L,i＝0,1,…,L‑1，Pyy()是功率谱密度函数，L是样本个数；exp是以自然常数e为底的指数函数；当目标观测通道完全独立时，当则共有MN个独立的目标观测通道，有MN个相等的特征值当目标观测通道不完全独立时又分为完全相关和部分相关两部分：若目标观测通道完全相关，当则共有MN个特征值，其中一个特征值为其余特征值为若目标观测通道部分相关，则假设接收信号表示为y＝η+jγ，求得：通过构建|λIMN‑RY|＝0特征方程依次求得参数λ，对应为特征值λ1,…,λMN；式中，R_Y是接收信号协方差矩阵，I_MN是MN维单位矩阵，是噪声方差，η和γ是接收信号的实部和虚部随机矢量，E{}是求解数学期望；基于信号和噪声特征值大小差异估计目标个数，设存在k个目标，假设噪声特征值多样性为q，则信号的最小特征值λK＝λM‑q应超过所设定的检测门限，而N‑k个噪声的特征值λk+1,…,λM应低于检测门限，检测流程如下：步骤a、首先从q＝1开始确定二元假设如下：H0＝k＜N‑qH1＝k＝N‑q步骤b、利用信号特征值大于噪声方差特征值，构建基于特征值门限的循环表达式为：式中，λuN‑q为噪声特征值的上界，H0表示目标不存在，H1表示目标存在；将求解的特征值λi排序代入循环表达式，其中，若λi小于λuN‑q，则满足H0，则令q＝q+1返回步骤a继续检验直至满足H1或者q＝M；若λK满足H1，即λK＞λuN‑q，则停止检验，此时检测到的目标数目k＝N‑q。