一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法，包括：建立分布式多基雷达系统模型；对目标探测区域以及回波模型进行离散化，将离散化后的回波信号转化为矢量形式，将观测矩阵也转化为矢量形式；确定每一对发射/接收机对的回波模型，并进行离散化和矢量化；然后将不同发射/接收机对的回波数据进行信号级的融合；根据层析原理和融合后的总的回波数据，得到稀疏重构模型，对稀疏重构模型采用压缩感知SLIM算法进行重构求解，从而得到动目标探测成像结果。本发明专利技术技术方案通过将动目标层析成像模型和分布式MIMO雷达动目标探测系统相结合，并使用适当的稀疏融合信号处理方法，达到了降低阵元数目与计算复杂度的目的。

A method of distributed MIMO Radar Moving Target Detection Based on the principle of tomography

【技术实现步骤摘要】
一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法
本专利技术属于雷达
，具体涉及一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法。
技术介绍
多输入多输出雷达，即MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)雷达，是一种区别于传统相控阵雷达体制的新体制雷达，其中MIMO雷达中的分布式MIMO雷达的各个阵元之间的距离间隔较远，满足空间分集条件，能够获得目标的空间分集增益。从理论及模型方面来说，分布式MIMO雷达的发射信号的带宽越大、雷达的阵元数目越多，其对目标的探测精度以及分辨率也就越高，然而在实际应用中分布式MIMO雷达会遇到许多问题。首先，分布式MIMO雷达属于多传感器系统，所包含的阵元数目越多，传输量也就越大，因而处理过程中的计算复杂度也就越高。另外，发射宽带信号有其自身的缺点，在实际应用中，很多情况下无法满足阵元数目和信号带宽的理想条件，这种情况主要有两个方面的原因，一方面是在地理空间上可供雷达布阵所使用的土地资源正在逐渐减少，环境的限制不允许雷达系统大范围或高密度地进行布阵，另一方面是因为日益紧张的频谱资源也是雷达系统目前所面临的关键问题，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法，其特征在于，所述动目标探测方法包括如下步骤：步骤1，建立分布式多基雷达系统模型，取所述分布式多基雷达系统模型中的一个双基单元，所述双基单元的发射机发射单频连续波信号，所述双基单元的接收机接收雷达回波信号；步骤2，对所述分布式多基雷达系统模型的目标探测区域以及回波模型进行离散化得到离散化后的雷达回波信号；步骤3，将所述离散化后的雷达回波信号转化为矢量形式，将所述目标探测区域的每个网格处的散射点所对应的观测矩阵也转化为矢量形式；步骤4，对于多发射多接收系统中的每一对发射/接收机对，确定每一对所述发射/接收机所对应的回波模型，按照所述步骤2和所...

【技术特征摘要】
1.一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法，其特征在于，所述动目标探测方法包括如下步骤：步骤1，建立分布式多基雷达系统模型，取所述分布式多基雷达系统模型中的一个双基单元，所述双基单元的发射机发射单频连续波信号，所述双基单元的接收机接收雷达回波信号；步骤2，对所述分布式多基雷达系统模型的目标探测区域以及回波模型进行离散化得到离散化后的雷达回波信号；步骤3，将所述离散化后的雷达回波信号转化为矢量形式，将所述目标探测区域的每个网格处的散射点所对应的观测矩阵也转化为矢量形式；步骤4，对于多发射多接收系统中的每一对发射/接收机对，确定每一对所述发射/接收机所对应的回波模型，按照所述步骤2和所述步骤3的方式对每一对所述发射/接收机所对应的回波模型进行离散化和矢量化，然后通过将不同发射/接收机对中相邻观测子孔径进行融合扩张成虚拟大孔径，得到最终融合后的总的回波数据模型；步骤5，根据层析原理和所述融合后的总的回波数据模型，得到稀疏重构模型，对所述稀疏重构模型采用压缩感知SLIM算法进行重构求解，从而得到动目标探测成像结果。2.根据权利要求1所述的基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：(1a)建立所述分布式多基雷达系统模型，所述分布式多基雷达系统模型的中心为目标探测区域，所述发射机和所述接收机分布在以所述目标探测区域为中心的圆周上，每个所述发射机和每个所述接收机到所述目标探测区域的中心的距离均相同；选取所述分布式多基雷达系统模型中的一个双基单元，所述接收机接收的雷达回波信号相对于所述发射机发射的单频连续波信号的时延td，所述时延td表示为：其中，RT是目标到所述发射机的距离，RR是目标到所述接收机的距离，c为光速。在所述发射机和所述接收机均分布在地面且都固定的情况下，接收所述雷达回波信号的多普勒频率fD表示为：其中，vTGT是目标的速度矢量，uT是从目标指向所述发射机方向的单位矢量，uR是从目标指向所述接收机方向的单位矢量，v是速度，λ是波长，f是信号载频；(1b)确定所述发射机发射的单频连续波信号和所述接收机接收的雷达回波信号，所述单频连续波信号T表示为：Ti(f)＝exp(j2πf·t)其中，f是信号载频，t是相干处理间隔的时间向量；所述雷达回波信号S表示为：其中，i是第i部发射机，j是第j部接收机，ij是第i部发射机和第j部接收机组成的发射/接收机对，f是信号载频，t是相干处理间隔内的时间采样，σ是散射系数，fD是多普勒频率，E是噪声。3.根据权利要求1所述的基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：将所述目标探测区域划分成K×L个均匀的网格，则所述目标探测区域的散射系数表示为一个散射系数矩阵，所述散射系数矩阵表示为：Ξ＝[σk,l]K×L其中，σk,l是位于(k,l)处的散射点的散射系数，k＝1,2,…,K，k＝1,2,…,K；设定快时间的采...

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