一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法，包括：接收机接收一个距离门内存在阵元幅相误差的数据，通过一个待求的误差校正矩阵对回波数据进行校正处理；根据机载双基地MIMO雷达模型计算单个距离门内所有杂波散射点相对于发射机与接收机的俯仰角与方位角，利用角度信息计算所有杂波散射点的空时三维导向矢量，对导向矢量进行正交化处理后计算杂波子空间正交补空间的投影矩阵；利用投影矩阵的性质将投影矩阵与校正后的数据相乘，求最小二范数，并使用虚拟阵元的第一个阵元作为参考阵元构造约束条件，利用约束条件计算求得误差校正矩阵。与传统方法相比，本发明专利技术的方法计算精度更高，增大了在非均匀杂波环境下的稳定性。

A method of amplitude and phase error correction for airborne bistatic MIMO Radar Based on single range gate

【技术实现步骤摘要】
一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法
本专利技术属于雷达收发阵列幅相误差校正
，具体涉及一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法。
技术介绍
多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)雷达分别在发射端和接收端配置多个阵元，所有的发射阵元同时发射相互正交的信号，接收阵元利用发射信号的正交性将发射信号进行区分，这样就形成了虚拟阵列，提高了参数估计的精确度。机载双基地雷达发射机与接收机分置的工作模式具备很多的优点，比如有针对性的对隐身目标、低空运动目标、干扰目标进行检测，接收机可以根据需求在战场上移动隐蔽侦查，增大了检测范围，发射机为无源雷达，大大提高了存活能力。机载双基地MIMO雷达将双基体制与MIMO体制联合起来，实现了优势互补，既具备双基地雷达在反隐身、隐蔽侦查等方面的优势，又实现了自由度的增加，在机载双基地MIMO体制下，通过对接收数据的处理可以同时获取目标相对于发射机与接收机的角度信息，对发射角度信息进行有效利用可以将接收空间-多普勒二维杂波谱变为发射空间-接收空间-多普勒三维杂波谱。机载双基地M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法，其特征在于，所述机载双基地MIMO雷达的发射机为包括M个阵元的均匀线阵，接收机为包括N个阵元的均匀线阵，检测范围分为L个距离门，其中，M、N和L为正整数，所述方法包括如下步骤：步骤1，获取所述机载双基地MIMO雷达在可探测范围内待检测的一个距离门l的回波数据xl，l为1到L之间的一个整数值，所述回波数据xl中只包含杂波信息与噪声信息，并且所述回波数据xl存在阵元的幅相误差；步骤2，将所述距离门l划分为Nc个杂波散射点，计算所述Nc个杂波散射点相对于发射机的方位角θt和俯仰角

【技术特征摘要】
1.一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法，其特征在于，所述机载双基地MIMO雷达的发射机为包括M个阵元的均匀线阵，接收机为包括N个阵元的均匀线阵，检测范围分为L个距离门，其中，M、N和L为正整数，所述方法包括如下步骤：步骤1，获取所述机载双基地MIMO雷达在可探测范围内待检测的一个距离门l的回波数据xl，l为1到L之间的一个整数值，所述回波数据xl中只包含杂波信息与噪声信息，并且所述回波数据xl存在阵元的幅相误差；步骤2，将所述距离门l划分为Nc个杂波散射点，计算所述Nc个杂波散射点相对于发射机的方位角θt和俯仰角所述Nc个杂波散射点相对于接收机的方位角θr和俯仰角根据计算得到的所述方位角θt、所述俯仰角所述方位角θr和所述俯仰角计算每个所述杂波散射点的归一化多普勒频率fd,i、归一化发射空间频率ft,i和归一化接收空间频率fr,i，然后根据所述归一化多普勒频率fd,i、所述归一化发射空间频率ft,i和所述归一化接收空间频率fr,i计算每一个所述杂波散射点的空时三维导向列矢量，之后将所述Nc个杂波散射点的空时三维导向列矢量构造成一个矩阵；步骤3，使用Schmidt正交化方法对步骤2得到的所述Nc个杂波散射点的空时三维导向列矢量构造成的矩阵进行正交化处理，获得一组正交基，利用所述正交基计算杂波子空间正交补空间的投影矩阵步骤4，设定幅相误差校正矩阵T，使用所述幅相误差校正矩阵T对存在幅相误差的接收数据xl进行校正处理，将校正后的接收数据xl与所述杂波子空间正交补空间的投影矩阵相乘，以虚拟阵元的第一个阵元作为参考阵元构造约束条件，计算所述幅相误差校正矩阵T；步骤5，利用所述幅相误差校正矩阵T对机载双基地MIMO雷达的幅度误差和相位误差进行校正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1的回波数据xl的表达式为：式中，xc表示杂波数据，N表示噪声数据且设定噪声为高斯白噪声，ρi表示接收到的第i个杂波散射点的回波大小，a(ft,i)表示第i个杂波散射点的归一化发射导向矢量，b(fr,i)表示第i个杂波散射点的归一化接收导向矢量，c(fd,i)表示第i个杂波散射点的归一化多普勒导向矢量，s(ft,i,fr,i,fd,i)表示第i个杂波散射点的空时三维导向矢量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：(2a)根据所述发射机、所述接收机和所述Nc个杂波散射点中的任意一个杂波散射点P的坐标信息分别计算所述杂波散射点P与发射机的间距Rt和接收机的间距Rr，所述杂波散射点P与所述发射机的间距Rt和所述杂波散射点P与所述接收机的间距Rr的表达式分别为：式中，将所述发射机的坐标记为(xt,yt,zt)，所述接收机的坐标记为(xr,yr,zr)，将所述杂波散射点P的坐标记为(xP,yP,0)；根据所述发射机、所述接收机和所述Nc个杂波散射点中的任意一个杂波散射点P的坐标信息以及所述间距Rt和间距Rr计算所述杂波散射点P与所述发射机的方位角θt和俯仰角所述杂波散射点P与所述接收机的方位角θr和俯仰角所述方位角θt、所述俯仰角所述方位角θr和所述俯仰角的表达式分别为：(2b)根据所述方位角θt、所述俯仰角所述方位角θr和所述俯仰角计算所述杂波散射点P的归一化多普勒频率fd,i、归一化发射空间频率ft,i以及归一化接收空间频率fr,i，所述归一化多普勒频率fd,i、所述归一化发射空间频率ft,i和所述归一化接收空间频率fr,i的表达式分别为：(2c)根据所述归一化发射空间频率ft,i得到发射空间导向矢量a(ft,i)，根据所述归一化接收空间频率fr,i得到接收空间导向矢量b(fr,i)，根据所述归一化多普勒频率fd,i得到多普勒导向矢量c(fd,i)，所述发射空间导向矢量a(ft,i)、所述接收空间导向矢量b(fr,i)和所述多普勒导向矢量c(fd,i)的表达式分别为：(2d)根据步骤(2a)～(2c)计算每一个所述杂波散射点的所述发射空间导向矢...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，薛玉喜，常峻青，卫雨松，尉泽华，亢海龙，
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