[發明專利]分布式MIMO雷達多任務下的有限陣元快速選取方法

有效

• 申請號: 202010043705.7
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111198366B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 任修坤;蔣春啟;張龍;岳嘉穎;田英華;呂品品;張靖志;陳松;鄭娜娥;王盛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G01S7/42
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

1.一種分布式MIMO雷達多任務下的有限陣元快速選取方法，其特征在于，包含如下內容：

以多目標總體位置估計誤差最大值作為跟蹤精度誤差，使其小于給定系統位置精度，建立給定系統位置誤差和檢測概率要求下的最少陣元選取優化模型；

針對MIMO雷達系統發射和接收陣元，初始化確定所有陣元總集，獲取待檢測目標跟蹤性能、檢測性能及檢測概率；

依據給定系統位置誤差和檢測概率，對最少陣元選取優化模型進行迭代求解，并引入表征性能相對量的變量，對待檢測目標的跟蹤性能和檢測性能進行去量綱化處理，依次剔除對系統性能貢獻最小的陣元，更新所有陣元總集，使所有陣元總集中陣元數量逐次遞減，直至滿足給定系統位置誤差和檢測概率要求，使得剔除處理后的所有陣元總集作為最終有限陣元的最小陣元集；

依據雷達系統發射陣元數量、接收陣元數量，及跟蹤精度誤差小于等于給定系統位置精度、且目標檢測概率大于等于給定系統檢測概率的條件，構建最少陣元選取優化模型；

最少陣元選取優化模型表示為：

其中，q_t、q_r分別表示為雷達系統發射、接收陣元選取變量，G_k(q_t,q_r)表示第k次觀測過程中多目標總位置估計誤差最大值，M、N分別表示雷達系統發射陣元、接收陣元數目，分別表示陣元選取變量中發射陣元m、接收陣元n陣元選取結果，其中，0為舍棄，1為選擇，η_threshold為給定系統位置精度，P_threshold為給定系統檢測概率，(q_t,q_r)為達到估計精度要求的最小陣元集；

模型迭代求解中，首先獲取分布式MIMO雷達系統發射陣元和接收陣元的所有陣元總集；然后依據陣元總集計算對不同特定目標的跟蹤性能和檢測性能，并得到多目標總位置估計誤差最大值和目標檢測概率；通過引入表征性能相對量的變量對目標定位精度誤差和檢測概率進行去量綱化處理，依次剔除對系統性能貢獻最小的陣元，更新所有陣元總集，使所有陣元總集中陣元數量逐次遞減，直至滿足給定系統位置誤差和檢測概率要求，使得剔除處理后的所有陣元總集作為最終有限陣元的最小陣元集；

去量綱化處理中，引入權重系數，以調節系統目標檢測性能和跟蹤性能；

去量綱化處理的公式表示如下：

其中，B_per表示表征性能相對量的變量，BCRLB₀為定位精度誤差的參考值，BCRLB′為定位精度誤差的測試值；P_d0為檢測概率的參考值，P_d′為檢測概率的測試值，μ為權重系數。

2.根據權利要求1所述的分布式MIMO雷達多任務下的有限陣元快速選取方法，其特征在于，依據MIMO雷達系統跟蹤集群目標數量和觀測過程中目標位置估計誤差，獲取多目標總體位置估計誤差最大值。

3.根據權利要求1或2所述的分布式MIMO雷達多任務下的有限陣元快速選取方法，其特征在于，MIMO雷達系統多目標總位置估計誤差最大值表示為：

其中，q_t、q_r分別表示為雷達系統發射、接收陣元選取變量，表示第k次觀測過程中第q個目標位置估計誤差，Q表示雷達系統跟蹤集群目標數量，表示第k次觀測過程中第q個目標橫坐標。

4.根據權利要求1所述的分布式MIMO雷達多任務下的有限陣元快速選取方法，其特征在于，對模型迭代求解，依據更新后所有陣元總集中陣元數目，獲取陣元對應的表征性能相對量的變量；選取表征性能相對量的變量值最小的元素，并在所有陣元總集中剔除該元素對應的陣元，更新所有陣元總集，返回模型迭代求解。

5.根據權利要求4所述的分布式MIMO雷達多任務下的有限陣元快速選取方法，其特征在于，對模型迭代求解中，若滿足給定系統位置誤差和檢測概率要求時，更新的所有陣元總集與初始化確定所有陣元總集相同，則該更新的所有陣元總集為最終有限陣元的最小陣元集，否則，將迭代求解中最后一個剔除的陣元重新添加至所有陣元總集中，以獲取最終有限陣元的最小陣元集。