[發明專利]基于四通道相參融合的全極化MIMO雷達目標檢測方法

有效

• 申請號: 202010882905.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111796252B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 周生華;鄭紀彬;郭怡亨;劉宏偉;王奧亞;馬暉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于四通道相參融合的全極化MIMO雷達目標檢測方法，其特征在于，將全極化MIMO雷達四通道回波信號輸入到四個不同鎖相環后，補償目標回波信號的相位，相參融合檢測四通道輸出信號；該方法的具體步驟包括如下：

(1)實時獲取四個極化通道的回波信號：

對全極化MIMO雷達的垂直極化接收通道和水平極化接收通道的回波信號，分別進行脈沖壓縮，將得到的四通道回波信號作為鎖相環輸入信號；

(2)選擇一個未選取過的通道鎖相環；

(3)獲取低頻信號：

將所選通道的鎖相環輸入信號分別與其對應的同相支路和正交支路的復制載波混頻，將混頻后的信號經低通濾波器濾波后得到低頻信號；

(4)獲取通道鎖相環的輸出信號：

(4a)計算所選通道的鎖相環中環路濾波器的輸出信號如下：

l_k＝p_k-1+c₁*|β|*cos(arctan(I(k)/Q(k)))

p_k＝p_k-1+c₂*|β|*cos(arctan(I(k)/Q(k)))

其中，l_k表示所選的通道鎖相環中環路濾波器第k步的輸出信號值，p_k-1表示所選的通道鎖相環中的環路濾波器中間變量在第k-1步的值，c₁和c₂均表示所選的通道鎖相環的時間參數，|·|表示取絕對值操作，β表示所選的通道目標散射項，*表示相乘操作，cos(·)表示余弦操作，arctan(·)表示反正切操作，I(k)表示所選的通道鎖相環中同相支路第k步的低頻信號值，Q(k)表示所選的通道鎖相環中正交支路第k步的低頻信號值，p_k表示所選的通道鎖相環中的環路濾波器中間變量在第k步的值；

(4b)對所選的通道目標回波的相位進行相位補償，獲得目標回波信號的相位信息如下：

ω_k＝2*π*d₀+K*l_k

其中，ω_k表示對所選的通道鎖相環輸入信號第k步補償后的相位，π表示圓周率，d₀表示所選的通道鎖相環中的數字控制振蕩器自身頻率，K表示所選的通道鎖相環中的數字控制振蕩器的增益；

(4c)計算所選的通道鎖相環的輸出信號如下：

其中，s_k表示所選通道的鎖相環第k步的輸出信號值，exp(·)表示以自然常數e為底的指數操作，j表示虛數符號，f表示所選的通道鎖相環輸入信號的頻率，φ_β表示所選通道的目標散射項β的復角，φ表示所選的通道鎖相環輸入信號的初始相位；

(5)判斷所選的通道鎖相環的輸出是否大于鎖定門限值，若是，則該鎖相環進入鎖定狀態后執行步驟(6)；否則，將所選的通道鎖相環輸入信號補償后的相位分別作為同相支路和正交支路的復制載波的相位后執行步驟(3)；

(6)判斷是否已選完所有的通道鎖相環，若是，執行步驟(7)；否則，執行步驟(2)；

(7)獲得相參融合信號：

將四個通道的鎖相環輸出信號進行相加得到的相參融合信號；

(8)檢測目標：

將相參融合信號與檢測門限值進行比較，若相參融合信號大于檢測門限值，則判定為存在目標，若相參融合信號小于檢測門限值，則判定為不存在目標。

2.根據權利要求1所述基于四通道相參融合的全極化MIMO雷達目標檢測方法，其特征在于，步驟(5)中所述鎖定門限值是由下式計算得到的：

η＝0.9*|β|

其中，η表示所選通道鎖相環的鎖定門限值。

3.根據權利要求1所述基于四通道相參融合的全極化MIMO雷達目標檢測方法，其特征在于，步驟(8)中所述檢測門限值是由下式計算得到的：

其中，γ表示檢測門限值，表示系統噪聲的方差，Q^-1(·)表示對標準高斯分布的累積分布函數進行積分操作，p_f表示系統給定的虛警概率。