基于双频偏FDA-MIMO雷达的目标参数估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双频偏FDA‑MIMO雷达的目标参数估计方法，该方法包括以下步骤：通过FDA‑MIMO雷达的双频偏发射端，使雷达的相邻脉冲的频偏不同；获取两个频偏对应的发射信号和接收信号，通过匹配滤波对应得到匹配滤波后的接收信号；计算匹配滤波后的接收信号的协方差矩阵通过MUSIC功率谱估计算法，对应得到目标的第一角度矢量、第一模糊距离矢量和第二角度矢量、第二模糊距离矢量；通过联合估计，得到优化后目标的位置参数。本发明专利技术有效解决了传统FDA阵列发射端的发射波束距离‑角度耦合的问题，能够较准确的估计目标的角度和距离参数，计算量较小，易于工程实现。

Target parameter estimation method based on dual frequency offset FDA-MIMO radar

【技术实现步骤摘要】
基于双频偏FDA-MIMO雷达的目标参数估计方法
本专利技术属于雷达信号处理
，尤其涉及一种基于双频偏FDA-MIMO雷达的目标参数估计方法，可用于FDA-MIMO雷达的无模糊参数估计。
技术介绍
多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)雷达能够根据不同的工作模式灵活的提供发射波束，然而与传统的相控阵类似，多输入多输出雷达的发射波束只与目标的角度有关，无法区分角度相同但距离不同的目标。此外，若存在角度相同而距离不同的干扰时，多输入多输出雷达的定位性能会受到很大影响。频率分集阵列(FrequencyDiverseArray，FDA)的概念最早由Antonik和Wicks提出，这种阵列主要通过调节各阵元之间的载频差来实现新的系统功能。与传统相控阵不同，频率分集阵列的波束不仅具有方位角的依赖性，而且具有距离依赖性，因而能够填补传统相控阵波束没有距离指向分辨能力的不足，从而有效抑制距离依赖干扰。由于频率分集阵列频率分集阵列的波束是与距离、角度和时间都相关的，及其发射波束是时变的，因此单纯的利用频率分集阵列并没有太大意义。现有许多学者针对频率分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于双频偏FDA‑MIMO雷达的目标参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设定FDA‑MIMO雷达具有M个发射阵元和N个接收阵元，且为双频偏发射端；FDA‑MIMO雷达的发射端分别发射频率增量为Δf1的线性调频信号和发射频率增量为Δf2的线性调频信号，对应得到发射端的第一发射信号和第二发射信号；步骤2，根据发射端的第一发射信号和第二发射信号，FDA‑MIMO雷达接收端获取对应的第一接收信号和第二接收信号，并分别对第一接收信号和第二接收信号进行匹配滤波处理，对应得到匹配滤波后的第一接收信号和匹配滤波后的第二接收信号；步骤3，分别计算匹配滤波后的第一接收信号的协方差矩阵和匹配滤波后的...

【技术特征摘要】
1.基于双频偏FDA-MIMO雷达的目标参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，设定FDA-MIMO雷达具有M个发射阵元和N个接收阵元，且为双频偏发射端；FDA-MIMO雷达的发射端分别发射频率增量为Δf1的线性调频信号和发射频率增量为Δf2的线性调频信号，对应得到发射端的第一发射信号和第二发射信号；步骤2，根据发射端的第一发射信号和第二发射信号，FDA-MIMO雷达接收端获取对应的第一接收信号和第二接收信号，并分别对第一接收信号和第二接收信号进行匹配滤波处理，对应得到匹配滤波后的第一接收信号和匹配滤波后的第二接收信号；步骤3，分别计算匹配滤波后的第一接收信号的协方差矩阵和匹配滤波后的第二接收信号的协方差矩阵，通过MUSIC功率谱估计算法，对应得到目标的第一角度矢量、第一模糊距离矢量和第二角度矢量、第二模糊距离矢量；步骤4，对目标的第一角度矢量第一模糊距离矢量和目标的第二角度矢量和第二模糊距离矢量进行联合估计，得到估计的目标参数。2.根据权利要求1所述的基于双频偏FDA-MIMO雷达的目标参数估计方法，其特征在于，步骤1包含以下子步骤：子步骤1.1，设定场景中FDA-MIMO雷达的发射端有M个发射阵元，接收端有N个接收阵元；场景中FDA-MIMO雷达为收发共置，即M＝N，阵元之间间距设定在远场处有一静止的目标发射信源，该信源与FDA-MIMO雷达的阵元之间的距离为参考距离r0，对应的角度为θ0；其中，λ为载波波长；子步骤1.2，当FDA-MIMO雷达的发射端的发射频率增量为Δf1时，第m个发射阵元发射的信号载频为f′m：f′m＝f0+(m-1)Δf1；其中，m＝1，2，…，M，M为发射阵元总数；f0为参考频率，Δf1＜＜f0；则发射端第m个发射阵元的发射信号为s′m(t)：其中，E为发射端阵元发射信号的总功率，为第m个发射阵元的发射信号的基带调制信号，j为虚数单位，t为时间，T为发射信号脉冲持续时间；则发射端的第一发射信号为S′(t)：S′(t)＝[s′1(t)，s′2(t)，…，s′m(t)，…，s′M(t)]T；其中，(·)T为矩阵或向量的转置；子步骤1.3，当FDA-MIMO雷达的发射端的发射频率增量为Δf2时，对应得到发射端的第二发射信号为S″(t)：S″(t)＝[s″1(t)，s″2(t)，…，s″m(t)，…，s″M(t)]T；其中，s″m(t)表示发射频率增量为Δf2时，发射端第m个发射阵元的发射信号；0≤t≤T；f″m表示发射频率增量为Δf2时，第m个发射阵元发射的信号载频，f″m＝f0+(m-1)Δf2。3.根据权利要求2所述的基于双频偏FDA-MIMO雷达的目标参数估计方法，其特征在于，步骤2包含以下子步骤：子步骤2.1，根据发射端的第一发射信号S′(t)，FDA-MIMO雷达接收端获取匹配滤波后的第一接收信号Y′；具体包含以下子步骤：子步骤2.1.1，计算第n个接收阵元接收到第m个发射阵元的发射信号时，对应的时间延迟为：其中，n＝1，2，…，N，m＝1，2，…，M，r0为目标距离，θ0为目标角度，d为阵元间距，c为光速；子步骤2.1.2，根据时间延迟τm，n，获取第n个接收阵元接收到的接收信号y′n为：其中，ρ为目标的复散射系数；则对应的接收端的回波信号为：y′＝[y′1，y′2，…，y′n，…，y′N]T；子步骤2.1.3，根据发射端第m个发射阵元的发射信号s′m(t)，建立第m路匹配滤波函...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣棋，罗丹，许京伟，曾操，李军，刘婧，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61