[發明專利]提高電離層雙高斯模型中MIMO-OTH雷達檢測性能的天線布置方法

有效

• 申請號: 201310727940.6
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103728608A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 何茜;丁琦;何子述
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/42
• 分類號: G01S7/42
• 代理公司: 四川君士達律師事務所 51216
• 代理人: 芶忠義

1.一種提高電離層雙高斯模型中MIMO-OTH雷達檢測性能的天線布置方法，其特征在于，該提高電離層雙高斯模型中MIMO-OTH雷達檢測性能的天線布置方法包括以下步驟：

步驟一，利用探測信號在到達接收端前經過兩次電離層反射，每次的反射系數均服從復高斯隨機分布，建立電離層雙高斯反射模型；

步驟二，通過對MIMO-OTH雷達的回波信號進行分析，構建電離層雙高斯反射模型下的MIMO-OTH雷達信號模型；

步驟三，根據利用尼曼-皮爾遜準則和高斯最優檢測器建立假設檢驗問題，通過計算統計量的累積分布函數，得到MIMO-OTH雷達目標檢測的分集增益表達式；

步驟四，根據實際應用環境和條件，確定所有可行的MIMO-OTH雷達天線布置方案；

步驟五，對每一可行的MIMO-OTH雷達天線布置方案，首先根據MQP模型由天線與目標之間的距離計算得到多徑條數，然后根據步驟三得到的分集增益表達式，計算電離層雙高斯模型下的MIMO-OTH雷達的分集增益；

步驟六，比較所有可行方案的分集增益的大小，選取分集增益最大的方案來對MIMO-OTH雷達進行天線布置。

2.如權利要求1所述的提高電離層雙高斯模型中MIMO-OTH雷達檢測性能的天線布置方法，其特征在于，在步驟一中，建立電離層雙高斯反射模型的具體方法為：

設發射信號為????????????????????????????????????????????????，各發射信號在空間是相互正交的，且各波束能量歸一化為：，定義總發射功率為，則第個發射天線發射信號低通等效為：，假設目標為點目標，不考慮RCS的影響，第個發射天線發射信號經過條路徑的電離層反射后到達目標，多徑信號在目標上反射后經過條路徑的電離層反射后最終到達接收天線；

第個接收天線接收到由個發射天線發射含雜噪聲的回波信號為：

????

其中

????

表示總的反射系數，是由第個發射天線發射并由第個接收天線接收的第條多徑信號在目標上鏡反射的反射系數，是由第個發射天線發射經由電離層反射后到達目標的第條多徑信號的復高斯電離層反射系數，是從目標出發經由電離層反射后到達第個接收天線的第條多徑信號的復高斯電離層反射系數，為第條發射天線發射信號的載頻，表示第個發射天線發射并由第個接收天線接收的第條多徑信號的傳輸時延，是第個接收天線上的雜噪聲，定義為一個常數，和是相互獨立的復高斯隨機變量，總發射系數是統計獨立的復雙高斯隨機變量；

將回波信號進行匹配濾波，將第個接收天線上的所有濾波器的輸出寫成一個維的向量，向量表示為

??????

其中，是一個維的對角矩陣，子矩陣為，是一個維反射系數向量，，首先定義3個向量：

???????

代表第個接收天線所有回波信號的目標反射系數向量，代表第個接收天線所有回波信號的從發射天線到目標之間的電離層反射系數向量，表示第個接收天線所有回波信號的從目標到接收天線之間的電離層反射系數向量；

再將所有接收天線上接收到的信號堆積到一個單獨的向量上：

????

其中，是維對角矩陣，對角線上的子矩陣為；為所有回波信號的維復雙高斯反射系數向量，相關矩陣為，而為維雜噪聲向量，相關矩陣為，在此定義，和是相互獨立的，同樣地，得到以下3個向量：

????????

在上式中，是目標反射系數向量，是從發射天線到目標過程中的復高斯電離層反射系數向量，是從目標到接收天線過程中的復高斯電離層反射系數向量，和是統計獨立的。

3.如權利要求1所述的提高電離層雙高斯模型中MIMO-OTH雷達檢測性能的天線布置方法，其特征在于，在步驟三中，利用尼曼-皮爾遜準則和高斯最優檢測器建立假設檢驗問題的具體方法為：

觀察在步驟一所建立的MIMO-OTH雷達信號模型以及步驟二計算出的多徑條數，如果在檢測范圍內沒有目標，則回波信號僅僅只包括雜噪聲，根據假設檢驗問題建立兩個假設統計量：目標存在的假設統計量和目標不存在的假設統計量，表達式寫成：

????

接著利用尼曼-皮爾遜準則和高斯最優檢測器，得到檢測準則：

????

其中是由已知虛警概率所確定的門限，，。