[发明专利]提高雷达目标估计性能的天线个数分配方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体的讲是提高雷达特别是MIMO雷达目标估计性能的天线个数分配方法。

背景技术

MIMO（Multiple-Input Multuple-Output）雷达是利用多个发射天线协同发射探测信号，并使用多个接收天线同步接收和处理回波信号的一种新体制雷达。根据天线配置上可将MIMO雷达分为收发共置MIMO雷达和收发分MIMO雷达，在对MIMO雷达研究过程中，Bell实验室借鉴了移动通信中空间分集思想，与相控阵雷达要求各阵元接收信号相干不同，而是通过增大个阵元间距来使各阵元信号相互独立，以获得空间分集增益。与传统雷达理论相比，MIMO雷达在信号检测能力、参数估计精度、目标分辨率等方面较传统雷达有明显优点。同时MIMO雷达对均匀杂波中运动目标进行检测，利用分置天线和正交信号，使得MIMO雷达可以同时从不同角度独立探测目标（见文献：《MIMO雷达概念及其技术特点分析》，作者：何子述、韩春林、刘波，出版于：电子学报，2005,33(12A)；以及，《MIMO Radar with Widely Separated Antennas》,作者：Alexander M.Haimovich,Rick S.Blum,and Leonard J.Cimini,Jr,出版于IEEE signal processing magazine，Volume 25,Issue 1,Page(s):116～129,2008；还有《Spatial Diversity in Radars-Models and Detection Performance》，作者：Alexander M.Haimovich,Rick S.Blum,Leonard J.Cimini,D.Chizhik,出版于IEEE transactions on signal processing,Volume:54,Issue:3,Page(s):823～838,March 2006）。

在众多的算法评估准则中，克拉美-罗界（Cramer-Rao Bound，CRB）是最常用的评价参数估计性能的一个指标。CRB提供了任何一个无偏估计量的方差所能达到的理论下界，如果估计量可以达到CRB，那么该估计量就是有效的估计，CRB的分析为比较无偏估计量的性能提供了一个标准，而不须涉及具体的参数估计方法。近期研究表明可以利用平均克拉罗美界（average CRB）和中断克拉罗美界（outage CRB）来对参数估计进行性能评估（见文献《MIMO radar moving target detection in homogeneous clutter》,作者：Qian He，N.Lehmann，R.S.Blum and A.M.Haimovich.出版于IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems,2010；以及，《Evaluation of Transmit Diversity in MIMO-radar Direction Finding》，作者：N.Lehmann，E.Fishler，A.M.Haimovich，R.S.Blum.，出版于IEEE Transactions on Signal Processing,May2007；以及《Cramer-rao bounds for estimating range》，作者：A.Dogandzic and A.Nehorai，出版于IEEE Transactions on Signal Processing,June 2001）。

中断概率为角度估计条件下的克拉美-罗界（CRB）大于某门限的概率，中断概率能够很好地体现系统的检测和估计性能。通过计算中断概率，我们可以得到多方面（天线、反射角度等）的重要信息（见文献：《Diversity Gain for MIMO Neyman-Pearson Signal Detection》，作者：Qian He;Rick S.Blum；出版于IEEE transactions on signal processing Mar 2011；以及《Diversity Gain for MIMO Radar Employing Nonorthogonal Waveforms》，作者：Qian He;Rick S.Blum；出版于：IEEE transactions on signal processing Mar 2011）。

发明内容