【技术实现步骤摘要】
一种基于白化滤波的极化MIMO雷达检测方法
本专利技术涉及雷达检测方法,尤其是极化MIMO雷达检测方法,更具体地是涉及一种基于白化滤波的极化MIMO雷达检测方法。
技术介绍
“低小慢”目标检测是雷达界公认的热难点问题。“低小慢”目标的回波幅度和多普勒频率均较小,目标回波在时域和频率均被强杂波淹没,这使得常规雷达在时域和频域均难以检测到目标。为此,学者们基于空间分集理论,提出了一系列检测方法来改善雷达对“低小慢”目标的检测性能,例如,采用MIMO体制雷达来降低目标RCS起伏对雷达检测造成的不利影响,以改善雷达目标检测性能。除了采用空间分集可提高雷达目标检测性能外,采用极化分集也可有效提高雷达目标检测性能,为此,学者提出了一系列雷达极化检测器,例如:极化白化滤波器、张成检测器、极化匹配滤波器等。既然MIMO体制和极化分集均有利于雷达目标检测,学者们提出采用极化MIMO体制来改善雷达目标检测性能。针对极化MIMO雷达目标检测,学者们开展了大量的研究工作,其中包括设计最佳发射极化、提出广义似然比检验方法、Rao检测方法、Wald检测方法等。这些极化MIMO雷达检测方法的核心思想是综合利用信号在时域、空域和极化域多个维度的信息来提高雷达目标检测性能。这些检测方法在实现时需要杂波协方差先验信息,而实际中杂波协方差未知,为此,极化MIMO雷达利用辅助数据来估计杂波协方差,且辅助数据量越大,杂波协方差估计精度越高,上述检测方法的检测性能越好。由于利用了时域、空域、极化域多个维度信息,极化MIMO雷达信号维度较高,杂波协方差估计需要的辅助数据量大。而实际情况下,极化MIMO ...
【技术保护点】
1.一种基于白化滤波的极化MIMO雷达目标检测方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:第一步,接收信号极化MIMO雷达采用M个发射天线、N个接收天线,天线之间相距10‑100公里,发射天线和接收天线均为双极化天线,每个发射天线能够同时发射垂直V和水平H极化方式的电磁波,每个接收天线能够同时接收垂直和水平极化方式的电磁波;极化MIMO雷达采用水平极化发射、水平极化接收时记为HH,采用水平极化发射、垂直极化接收时记为VH,采用垂直极化发射、水平极化接收时记为HV,采用垂直极化发射、垂直极化接收时记为VV;根据互易性原理,VH和HV方式下雷达接收信号是相同的,因此,雷达可同时接收到HH、VV、HV三个极化通道的数据,这种极化工作方式称为全极化模式;在H0假设下,目标不存在,第i个发射天线发射时第j个接收天线接收到的信号可表示为xij=cij+nij (1)其中,
【技术特征摘要】
1.一种基于白化滤波的极化MIMO雷达目标检测方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:第一步,接收信号极化MIMO雷达采用M个发射天线、N个接收天线,天线之间相距10-100公里,发射天线和接收天线均为双极化天线,每个发射天线能够同时发射垂直V和水平H极化方式的电磁波,每个接收天线能够同时接收垂直和水平极化方式的电磁波;极化MIMO雷达采用水平极化发射、水平极化接收时记为HH,采用水平极化发射、垂直极化接收时记为VH,采用垂直极化发射、水平极化接收时记为HV,采用垂直极化发射、垂直极化接收时记为VV;根据互易性原理,VH和HV方式下雷达接收信号是相同的,因此,雷达可同时接收到HH、VV、HV三个极化通道的数据,这种极化工作方式称为全极化模式;在H0假设下,目标不存在,第i个发射天线发射时第j个接收天线接收到的信号可表示为xij=cij+nij(1)其中,为第i个发射天线发射时第j个接收天线接收到的杂波信号,上标T表示转置,L表示极化通道数,分别表示HH、VV和HV三个极化通道,K表示脉冲数,为第i个发射天线发射、第j个接收天线接收时接收通道热噪声,在此,假定杂波与热噪声均服从零均值复高斯分布;在全极化模式下,第i个发射天线发射、第j个接收天线接收时对应的杂波协方差可表示为其中,表示单次观测杂波极化协方差,为第i个发射天线发射、第j个接收天线接收时的杂波平均功率,分别为极化协方差关键参数,E(·)表示取数学期望,*表示共轭,k表示第k次观测;为单个极化通道多次观测杂波协方差,ξij为相邻两次观测间杂波相关系数;假定nij协方差为为第i个发射天线发射、第j个接收天线接收时接收通道热噪声平均功率,ILK×LK表示LK维单位矩阵;假定接收通道热噪声与观测的杂波相互独立,则第i个发射天线发射、第j个接收天线接收时杂波与热噪声总的协方差为在H1假设下,目标存在,第i个发射天线发射时第j个接收天线接收到的信号可表示为xij=sij+cij+nij(6)其中,为接收到的目标回波,目标回波信号sij可建模为其中,为第i个发射天线发射、第j个接收天线时第l个接收通道接收到的目标信号幅度,Tr为脉冲重复周期,fij...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨勇,肖顺平,张文明,王雪松,李永祯,施龙飞,冯德军,
申请(专利权)人:中国人民解放军国防科技大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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