本发明专利技术涉及雷达技术领域，尤其涉及一种MIMO雷达系统及其在动态目标端的相位同步方法。本发明专利技术采用以两个时隙为一周期对信号的频率和相位参数进行估计，并利用估计参数构建新的频率和相位参数，由雷达反馈阵列发射反馈信号的方式实现动态目标端的理想相位同步。与现有的源端和接收端相位同步技术相比，在雷达数量较多的时候需要的时隙数量大大减少，且提出的相位同步技术对雷达系统的网络拓扑结构要求不高，也不需要多次迭代达到状态收敛的效果，提高了收敛速度，大大减小了网络的功耗，延长了网络的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达
，尤其涉及一种ΜΜ0雷达中的相位同步方法及系统。
技术介绍
雷达技术，特别是ΜΜ0雷达技术近几十年得到了广泛的应用。关于ΜΜ0雷达中 的相位同步的研究也越来越多。相位是否同步直接关系到信号的合并能量值。考虑雷达中 动态目标追踪功能时，接收端接收信号的能量越大，越有利于我们进行有用信号的提取，从 而对动态目标的参数进行估计。 Μπω雷达系统中已有的关于相位同步的研究包含源端相位同步技术，接收端相位 同步技术。对于分布式ΜΜ0雷达系统来说，源端相位同步实现的过程占用的时隙较多，对 于Μ个雷达需要2Μ+1个时隙来实现所有基站的节点同步。对于接收端相位同步来说，现 有的方法包含master-slaveclosedloop方法、round-trip方法、broadcastconsensus 方法。master-slaveclosedloop方法能够简单实现良好的接收端相位同步，但是一旦主 节点崩溃，整个相位同步系统将崩溃，稳定性较差。Round-trip方法利用非解调的beacon signal沿着所有雷达阵元环形一圈保证每个雷达阵元都能经过，其性能容易受网络拓扑结 构和单个雷达的传输积累相位频率估计误差的影响。broadcastconsensus方法不受网络 拓扑的限制，但是由于采用的是迭代方式需要多次信号发射才能达到状态收敛。 已有的类似相位同步，大多数和上述几种方法一样，有的需要固定的网络拓扑结 构，有的稳定性不好，有的收敛太慢，从而导致网络的寿命大大减小。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种ΜΜ0雷达系统及其在动态目标端的相 位同步方法，以解决传统的相位同步方法收敛速度慢的缺陷。本专利技术是这样实现的： 一种Μ頂0雷达系统在动态目标端的相位同步方法，所述Μ頂0雷达系统包括第一 雷达阵列和第二雷达阵列，所述相位同步方法包括如下步骤： 步骤A:第一时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第一时隙末，该信号经动 态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相 位参数进行估计； 步骤B:第二时隙初，第二雷达阵列利用第一时隙估计的频率参数和相位参数重 新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位发射反馈信号，第二 时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的基本同步； 所述第一时隙与第二时隙无重叠。进一步地，步骤B还包括：第二时隙末，所述反馈信号经动态目标反射后被第一雷 达阵列接收； 所述相位同步方法还包括如下步骤： 步骤C:第三时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第三时隙末，该信号经动 态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相 位参数进行估计； 步骤D:第四时隙初，第二雷达阵列利用第三时隙估计的频率参数和相位参数再 次重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位再次发射反馈信 号；第四时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的基本同步； 所述第三时隙与第四时隙无重叠。 进一步地，步骤A还包括：第一时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态 目标参数进行估计； 步骤B还包括：第二时隙末，第一雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数 进行估计； 步骤C还包括：第三时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数 进行估计，并根据第一时隙和第三时隙估计的动态目标参数预测第五时隙的动态目标参 数； 步骤D还包括：第四时隙末，反馈信号经动态目标反射回第一雷达阵列，同时，第 一雷达阵列根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并结合第二时隙估计的动态目标 参数预测第六时隙的动态目标参数； 所述相位同步方法还包括如下步骤： 步骤E:第五时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第五时隙末，该信号经动 态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相 位参数进行估计，并根据该信号对动态目标参数进行估计，并将估计值与第三时隙对该时 隙动态目标参数的预测值进行比较，并根据比较结果引入修正值，并结合该时隙动态目标 参数的预测值再次预测第六时隙的动态目标参数，进而预测第六时隙的信道相位差和多普 勒频率； 步骤F:第六时隙初，第二雷达阵列利用第五时隙估计的频率参数和相位参数重 新构建反馈信号的频率和初始相位，并根据预测的第六时隙的信道相位差和多普勒频率对 该反馈信号进行相位补偿，并发射相位补偿后的反馈信号；第六时隙末，该反馈信号到达动 态目标，实现动态目标端信号相位的进一步同步； 所述第五时隙与第六时隙无重叠。 进一步地，所述步骤B中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下： 其中，ωπ!(η)为雷达阵元m在第η时隙的载波频率；仍"〇?)为雷达阵元m在第η时隙 的初始相位；./；：'' (//；)是第η时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率； 贫(")为第η时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；武(》)为第η时隙 雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；啄(《)为第η时隙雷达阵元b对雷 达阵元a发射的信号的频率的估计值，劣(《)为第η时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信 号的相位的估计值；βη，A 别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量； Φη(η)为雷达阵元m在第η时隙的信道相位；αn(n)为雷达阵元m在第η时隙的信道幅度 相应。 进一步地，所述步骤F中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下： 相位补偿的公式如下：其中，ωm(η)为雷达阵元m在第η时隙的载波频率；％,Ο)为雷达阵元m在第η时隙 的初始相位；./Τ(是第η时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率； 啄(《)为第η时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；祝(》)为第η时隙 雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；包(《)为第η时隙雷达阵元b对雷 达阵元a发射的信号的频率的估计值，劣(《)为第η时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信 号的相位的估计值；βη，A 别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量； Φη(η)为雷达阵元m在第η时隙的信道相位；αn(n)为雷达阵元m在第η时隙的信道幅度 相应。 一种Μ頂0雷达系统，包括第一雷达阵列和第二雷达阵列； 第一时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第一时隙末，该信号经动态目标反 射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进 行估计； 第二时隙初，第二雷达阵列利用第一时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反 馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位发射反馈信号，第二时隙末，该 反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的基本同步； 所述第一时隙与第二时隙无重叠。 进一步地，第二时隙末，所述反馈信号经动态目标反射后被第一雷达阵列接收； 第三时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第三时隙末，该信号经动态目标反 射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进 行估计； 第四时隙初，第二雷达阵列利用第三时隙估计的频率参数和相位参数再次重新构 建反本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种MIMO雷达系统在动态目标端的相位同步方法，所述MIMO雷达系统包括第一雷达阵列和第二雷达阵列，其特征在于，所述相位同步方法包括如下步骤：步骤A：第一时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第一时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计；步骤B：第二时隙初，第二雷达阵列利用第一时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位发射反馈信号，第二时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的同步；所述第一时隙与第二时隙无重叠。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢宁，张力，张莉，王晖，林晓辉，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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