[发明专利]基于分布式相干处理MIMO米波雷达的目标定位方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理领域，更进一步涉及一种地基雷达技术领域的基于分布式相干处理MIMO雷达的目标定位方法。该方法可用于提高米波雷达的测量精度，实现米波雷达从对隐身目标进行预警作用到对隐身目标进行定位作用的提升，并且适用于非高斯噪声环境，而且跟已有的方法相比减少了运算量。

背景技术

目前，隐身技术的迅速发展对战略和战术防御系统提出了严峻挑战，针对这些威胁，许多国家正在加紧研究对抗措施。米波雷达由于其波长与飞机的尺寸差不多，比如说飞机的翼展大致为波长的一半，使得其发射截面比几何尺寸大得多；而且隐形飞机表面的吸波材料涂层一般适用于波长几十厘米以内的雷达波适用，对于米波雷达要想达到同样的效果，厚度与波长成正比，作战飞机使用太厚的涂层又并不现实，波长越长，吸收就越困难。综上所述，米波雷达是目前最为有效的反隐形技术之一，1999年3月27日北约对南联盟轰炸时，南联盟所击落的美国的隐身战斗轰炸机F-117，就是最先被南联盟空军米波雷达发现的。这更加证实了米波雷达在实际战场中的反隐形能力。但是米波雷达因为其频率较低，精度较差，往往只能用来进行预警，而不适用于实时定位和跟踪引导。

近年来，受到MIMO通信的启发，MIMO雷达技术被提出并且很快的引起了诸多学者的广泛关注，成为当今雷达界研究热点。分布式MIMO雷达通过分集技术来获取空间分集和虚拟孔径来提高雷达的探测性能；而且能够从不同的角度照射到探测目标，也能够接收到来自目标的不同角度的回波信号，利用目标RCS的统计特性，使得目标的RCS近似恒定，利用雷达目标的空间散射多样性来提高检测概率。分布式相干MIMO雷达通过额外的添加了相位上的同步进行相干处理，使得模糊函数主瓣宽度与波长有关，要远远地窄于非相干处理，从而获得了更好的分辨率。

但是分布式相干处理MIMO雷达目前的定位方法仅有R.S.Blum提出的最大似然法(N.H.Lehmann，A.M.Haimovich，R.S.Blum et al.High Resolution Capabilities of MIMO Radar[C].ACSSC′06Fortieth Asilomar Conference on Signals，Systems and Computers，Oct.292006-Nov.1 2006：pp25-30)。该方法首先对回波信号通过相位对准进行相干处理，得到分布式相干处理MIMO雷达的回波信号模型，提出了对目标参数估计的最大似然方法，而且对该方法的模糊函数进行了推导，其主瓣宽度要远远窄于分布式非相干处理MIMO雷达的模糊函数。但是最大似然方法在多维参数估计时，需要进行多维搜索，运算量较大，而且文中的提出的似然函数并不适用于非高斯噪声环境。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出了一种适用于非高斯噪声环境的基于分布式相干处理MIMO米波雷达的目标定位方法，以减小运算量，提高米波雷达的探测精度，实现对目标的准确定位。

实现本发明的基本思路是，在一个基于多基地体制下的分布式相干MIMO米波雷达系统中，首先通过系统中的某个米波雷达对目标进行粗估计定位，并以粗估计点作为相位对准的参考点，在粗估计点的测量精度范围内按照先验知识产生等权值粒子对先验知识进行拟合，再利用回波信号模型对各粒子的似然值进行计算，并且将其用于更新权值，这样使得粒子更新后的权值是对似然函数的采样拟合，最后通过贝叶斯定理得到后验概率，进而就可以根据贝叶斯估计理论获得目标定位的贝叶斯估计值。具体步骤包含如下：

(1)生成初始粒子

1a)利用分布式相干处理MIMO米波雷达系统中的任意一米波雷达对目标位置进行粗估计，并将该粗估计点作为参考点，建立以其为坐标系原点的新坐标系；

1b)根据米波雷达千米级误差的探测精度，在新坐标系原点周围1千米范围内均匀产生具有相等权值的粒子作为先验知识的离散拟合；

(2)对接收的回波信号的进行相干处理

2a)将每个接收米波雷达每次接收的脉冲回波信号进行模数转换采样，得到采样数据；

2b)将采样数据与所有发射米波雷达的发射波形复共轭分别相乘，得到各个独立的发射-接收路径的回波数据：