[發(fā)明專利]一種基于FDA-MIMO雷達(dá)的目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910227674.8
• 申請(qǐng)日: 2019-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN109901149B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱圣棋;羅丹;許京偉;曾操;廖桂生;李軍;茆健;王鵬輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/02
• 分類號(hào): G01S13/02;G01S7/41
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種基于FDA?MIMO雷達(dá)的目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法。該方法包括如下步驟：通過對(duì)導(dǎo)致波束耦合的頻率增量和陣元間距進(jìn)行設(shè)計(jì)，打破它們之間線性遞增的同步性，達(dá)到解耦和的效果，為目標(biāo)距離角度的唯一估計(jì)提供了條件。通過設(shè)計(jì)使得各陣元頻率增量滿足sinc函數(shù)遞增的關(guān)系，再進(jìn)行角度、距離的估計(jì)，得到精確的目標(biāo)角度和距離信息。本發(fā)明提供的方法能夠解決發(fā)射波束在距離?角度上的耦合性，并且能夠在多目標(biāo)的距離角度都不同時(shí)，較好的估計(jì)目標(biāo)的距離角度，避免出現(xiàn)假目標(biāo)的情況，以提升雷達(dá)的估計(jì)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于 FDA-MIMO雷達(dá)的目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法,可以用于FDA-MIMO體制雷達(dá)的參數(shù)估計(jì)。

背景技術(shù)

多輸入多輸出(英文全稱：Multiple-Input Multiple-Output，英文縮寫：MIMO)雷達(dá)能夠根據(jù)不同的工作模式提供靈活的發(fā)射波束，然而與傳統(tǒng)的相控陣類似，MIMO雷達(dá)的發(fā)射波束只與目標(biāo)的角度有關(guān)，無法區(qū)分角度相同但距離不同的目標(biāo)。此外，若存在角度相同而距離不同的干擾時(shí)，MIMO雷達(dá)的定位性能會(huì)受到很大影響。

頻率分集陣列(英文全稱：Frequency Diverse Array，英文縮寫： FDA)的概念最早由Antonik和Wicks提出，這種陣列主要通過調(diào)節(jié)各陣元之間的載頻差來實(shí)現(xiàn)新的系統(tǒng)功能。與傳統(tǒng)相控陣不同，F(xiàn)DA的波束不僅具有方位角的依賴性，而且具有距離依賴性，因而能夠填補(bǔ)傳統(tǒng)相控陣波束沒有距離指向分辨能力的不足，有效抑制距離依賴干擾。由于FDA的波束是與距離、角度和時(shí)間都相關(guān)的，及其發(fā)射波束是時(shí)變的，單純的利用FDA并沒有太大意義。

現(xiàn)有許多學(xué)者開始關(guān)注FDA-MIMO體制雷達(dá)，該體制雷達(dá)既能利用MIMO雷達(dá)的發(fā)射自由度，又能利用FDA雷達(dá)的距離維自由度，為解決新的問題提供了可能。但FDA-MIMO體制雷達(dá)的發(fā)射波束在距離 -角度上是耦和的，因此解決其耦和性是該體制雷達(dá)面臨的主要問題。現(xiàn)有一些學(xué)者利用非線性頻偏法來解決該問題，比如平方法、立方法、 log法等，在一定程度上這些方法達(dá)到了解決FDA-MIMO體制雷達(dá)發(fā)射波束的耦和，但是不同頻偏法的目標(biāo)發(fā)射波束會(huì)影響波束的使用性能，即雷達(dá)僅能較好的估計(jì)單目標(biāo)參數(shù)或者同一角度下的多目標(biāo)參數(shù)，當(dāng)多目標(biāo)的距離角度都不同時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)假目標(biāo)的情況，導(dǎo)致雷達(dá)的估計(jì)性能大大降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供的一種基于FDA-MIMO雷達(dá)的目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法，能夠解決發(fā)射波束在距離-角度上的耦合性，并且能夠在多目標(biāo)的距離角度都不同時(shí)，較好的估計(jì)目標(biāo)的距離角度，避免出現(xiàn)假目標(biāo)的情況，以提升雷達(dá)的估計(jì)性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

一種基于FDA-MIMO雷達(dá)的目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法，包括以下步驟：

步驟1，設(shè)定雷達(dá)發(fā)射端有M個(gè)發(fā)射陣元，接收端有N個(gè)接收陣元，相鄰的發(fā)射陣元之間間距相鄰的接收陣元之間間距目標(biāo)距離發(fā)射端的參考距離為r，目標(biāo)距離發(fā)射端的參考角度為θ；

其中，M＝N，λ為雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的波長；

步驟2，設(shè)置參考頻率增量△f，計(jì)算第m個(gè)發(fā)射陣元的發(fā)射信號(hào)的的頻率增量和第m個(gè)發(fā)射陣元的發(fā)射信號(hào)的載頻，m＝1,2,…,M；

步驟3，根據(jù)第m個(gè)發(fā)射陣元的載頻，計(jì)算第m個(gè)發(fā)射陣元的發(fā)射信號(hào)；

步驟4，根據(jù)全部M個(gè)發(fā)射陣元的發(fā)射信號(hào)，計(jì)算每個(gè)接收陣元的接收到的目標(biāo)回波信號(hào)，進(jìn)一步得到全部N個(gè)接收陣元的接收到的目標(biāo)回波信號(hào)矩陣；

步驟5，根據(jù)第m個(gè)發(fā)射陣元的發(fā)射信號(hào)，計(jì)算第m路匹配濾波函數(shù)；

步驟6，利用全部M路匹配濾波函數(shù)對(duì)全部N個(gè)接收陣元的接收到的目標(biāo)回波信號(hào)矩陣進(jìn)行匹配濾波，得到濾波后的回波數(shù)據(jù)矩陣Z；