[发明专利]一种被动式MIMO雷达的全相参目标检测方法

摘要

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。

主权项

1.一种被动式MIMO雷达的全相参目标检测方法，设定在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pm＝[pxm,pym]T，m＝1,2,...,M，接收站n位于qn＝[qxn,qyn]T，n＝1,2,...,N，若存在目标时，则设定目标位于u＝[ux,uy]T，速度为v＝[vx,vy]T，辐射源m到接收站n的直达波表示为x，辐射源m经由目标反射到接收站n的目标回波表示为y，其特征在于，所述目标检测方法包括以下步骤：S1、信号初始化，从接收信号中分频滤波出参考直达波信号xmn和目标回波信号ymn：其中，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及相位偏移，s_m(·)表示第m个辐射源发射的信号，直达波延时c为光速，为直达波信号相对相位偏移，w_mn(·)为误差信号；λ表示目标信号的有无，有目标则λ＝1，否则为0；β_mn表示第m个辐射源到达第n个接收站的目标回波信号强度与相位偏移，φ_mn为目标回波信号相对相位偏移，目标回波延时多普勒频移λ_m为发射信号的波长；S2、对直达波信号xmn和目标回波信号ymn的互相关信号谱进行分析，获得每个目标回波信号ymn相对直达波xmn的时差、多普勒频差和相位信息：对时差、频差的估计为：K表示信号积累的点数，分别为t,f,θ的估计值，t_mn＝τ_mn‑D_mn，将拟合后的信号互相关量记为：其中，对相位差进行估计：对每个目标回波信号重复步骤S2；S3、将所有拟合后的直达波与目标回波的互相关信号进行相参积累，在目标的位置、速度参量的四维空间中搜索积累信号的最大值，最后使用极大似然估计法计算目标的检测概率，具体为：将所有信号做相参积累：使用极大似然估计法，将检测问题建模为：对问题求解：设定在某特定位置目标不存在的情况，即θ＝0时，回波信号有：yn(k)＝wmn(k)设定参考信号sm[k]信号功率为单位功率，接收幅度αmn＝1，则有：随机变量集合是相互独立且高斯的，且独立同分布于N(0,MNKσ²/2)，因此对于所有的搜索值，服从中心化的卡方分布：对不同的位置速度将其划分为L×L的格子进行搜索，得到虚警概率P_FA的关系式：化简：PFA＝L4exp(‑γ/σ2)得到判决门限：设定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，要求检测概率：其中Ks表示信噪比从信号积累过程中获得的增益，最终得到检测概率：