【技术实现步骤摘要】
一种基于黎曼流形的单基地MIMO雷达目标检测方法
本专利技术属于多输入多输出(MIMO)雷达目标检测领域，涉及到基于黎曼流形的单基地MIMO雷达目标检测方法，适用于低信噪比、单快拍情况下单基地MIMO雷达的目标检测。
技术介绍
多输入多输出(MIMO)雷达是一种采用多个天线发射和接收的新型体制雷达，即多个发射天线同时发射相互正交的信号，再用多个接收天线接收信号，并利用波形分集等技术对接收到的信号进行处理分析，从而提高雷达目标检测的性能和估计精度。黎曼几何是19世纪中期由德国数学家黎曼提出的一种几何学理论，其中黎曼流形是一种微分流形，近年来，其在水声通信、物理学、神经网络、通信编码、图像处理等领域的应用日益广泛，已成为学术界的一个新的研究热点。在MIMO雷达目标检测的过程中，当快拍数较小时，样本协方差矩阵不能代替统计协方差矩阵；而且，在传统欧氏空间中计算点与点之间的距离，是直接利用欧氏距离进行矢量的模运算，会导致在计算流形上两点间的距离时出现偏差，从而影响MIMO雷达目标检测性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于黎曼流形的单基地MIMO雷达目标检测方法，适用于低信噪比、单快拍情况下的单基地MIMO雷达目标检测；在实际噪声的背景下，提高单基地MIMO雷达的目标检测性能。本专利技术采取的技术方案是，包括下列步骤：步骤一，单基地MIMO雷达接收端接收的信号为：其中，ar(θ)＝[1,e-j2πsin(θ)d/λ,…,e-j2πsin(θ)(N-1)d/...
【技术保护点】
1.一种基于黎曼流形的单基地MIMO雷达目标检测方法，其特征在于，包括下列步骤：/n步骤一，单基地MIMO雷达接收端接收的信号为：/n
【技术特征摘要】
1.一种基于黎曼流形的单基地MIMO雷达目标检测方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一，单基地MIMO雷达接收端接收的信号为：
其中，ar(θ)＝[1,e-j2πsin(θ)d/λ,…,e-j2πsin(θ)(N-1)d/λ]T为接收导向矢量，at(θ)＝[1,e-j2πsin(θ)d/λ,…,e-j2πsin(θ)(M-1)d/λ]T为发射导向矢量，θ为波达方向角，λ为信号波长，d为阵元间距离，(·)T表示矩阵的转置；β为单快拍下的目标散射系数；S为M个发射波形组成的归一化正交矩阵，且SSH＝IM，(·)H表示矩阵的共轭转置；Z是高斯白噪声矩阵；
对接收到的信号X进行匹配滤波和矢量化，处理后得到单快拍下的接收信号矢量为：
y＝aβ+z
其中，为MN×1维发射-接收联合导向矩阵，为Kronecker积；z为处理后的MN×1维的噪声向量；
步骤二：在单快拍下，基于黎曼流形的单基地MIMO雷达目标检测方法的二元假设模型为：
H0:y＝z
H1:y＝aβ+z
其中，H0表示仅存在噪声的情况，H1表示信号和噪声同时存在的情况；
步骤三：构造单快拍下接收信号的统计协方差矩阵，采用正则burg递推法求解接收信号的统计协方差矩阵，方法过程如下：
令单快拍下的接收信号矢量为：
y＝[y1,…,yMN]T
接收信号矢量的统计协方差矩阵R可表示为一个MN×MN维的正定的托普利兹、厄密特矩阵，即：
其中，(·)H表示矩阵的共轭转置，矩阵中的每个元素采用如下正则burg递推方法进行估计：
r1＝P1,
r2＝-a2P1,
其中，Rk-1表示从R截取的(k-1)×(k-1)维子阵，根据AR模型的burg递推法，可得到预测误差功率P1、P2、Pk-1以及burg模型系数a1、a2、ak-1；
步骤四：推导噪声统计协方差矩阵时，首先获得每个参考单元的噪声矢量，表示为：
z＝[z1,…,zMN]T
与计算接收信号统计协方差矩阵过程相同，利用正则burg递推法得到噪声矢量的统计协方差矩阵Rz为：
Rz＝E[zzH]
步骤五：假设黎曼流形上存在任意两个满足正定和厄米特对称的矩阵Rm和Rn，那么这两个矩阵Rm和Rn之间的黎曼距离可表示如下：
其中，tr(·)表示矩阵的迹；
步骤六：用表示从第l个参考单元噪声数据通过正则burg递推计算得到的噪声统计协方差矩阵Rz，收集总共L个参考单元的噪声数据，计算噪声统计协方差矩阵...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜宏，周美含，孙帅，郭帛洋，赵安琪，张铭航，曲良东，莫秀玲，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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