[发明专利]基于部分相关波形的MIMO雷达目标方向快速估计方法

说明书

本发明公开了一种基于部分相关波形的MIMO雷达目标方向的快速估计方法，属于雷达技术领域，其主要思路为：确定MIMO雷达，所述MIMO雷达包括发射阵列和接收阵列，且发射阵列和接收阵列收发分置；发射阵列发射部分相关波形，并得到目标回波信号矩阵；确定需要检测的目标空域范围，依次得到目标方向的粗估值和目标的多普勒频率，进而得到MIMO雷达多普勒滤波数据；确定目标方向搜索范围，然后在所述目标方向搜索范围内分别计算接收阵列最大似然算法的代价函数值和发射阵列最大似然函数算法的代价函数值；确定目标方向的最终估计值，所述目标方向的最终估计值为基于部分相关波形的MIMO雷达目标方向的快速估计结果。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种基于部分相关波形的MIMO雷达目标方向快速估计方法，适用于MIMO雷达目标角度估计。

背景技术

MIMO雷达是在综合了无线通信方面的MIMO技术和综合脉冲与孔径雷达的基本原理的基础上提出的一种新概念雷达系统，MIMO雷达的种类可以按照阵元间距的差异进行划分，其中一种是具有空间分集增益的MIMO雷达，另一种是具有波形分集增益的MIMO雷达；空间分集增益的MIMO雷达接收天线阵元之间距离间隔较大，因此两个接收天线阵元接收到的回波信号是相互独立的，因此空间分集增益的MIMO雷达也被称为分布式MIMO雷达；由于空间分集增益的MIMO雷达各接收天线阵元间隔较大，可以从不同角度照射目标，并且各接收天线阵元间的回波也不相关；因此，空间分集增益的MIMO雷达可以克服雷达目标RCS起伏，从而更加可靠地检测目标；波形分集的MIMO雷达也被称为集中式MIMO雷达，其收发阵列都是紧凑排列的，采用相干处理各单元发射的信号，既可以发射正交波形也可以发射部分相关波形，现有文献研究正交波形的较多；但是在实际工程应用中，部分相关波形用的比较多。

最大似然算法是一种超分辨的参数估计方法，它能够直接处理相干信源，甚至能够在单次快拍下正确估计出信源的参数，因而在实际工程中得到广泛应用；MIMO雷达对目标方向估计的现有方法是从传统相控阵雷达的目标方向估计方法中扩展而来，如基于最大似然的MIMO雷达目标估计算法，I.Bekkerman,J.Tabrikian,Target detection andlocalization using MIMO radars and sonars,IEEE Transactions on SignalProcessing 54(10)(2006)3873-3883；虽然该基于最大似然的MIMO雷达目标估计算法可以有效地估计出目标方向，但却存在运算量大的问题，不适合工程应用；文献：赵永波，朱玉堂，刘宏伟等MIMO雷达估计目标的快速方法中国，201410727711.9[P]2014.12.03提出了基于正交波形的估计目标的快速方法，但是不适用于部分相关波形。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种基于部分相关波形的MIMO雷达目标方向快速估计方法，该种基于部分相关波形的MIMO雷达目标方向快速估计方法在保证目标方向估计精度的前提下，能够降低运算量，便于进行目标方向估计系统的工程实现。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于部分相关波形的MIMO雷达目标方向快速估计方法，包括以下步骤：

步骤1，确定MIMO雷达，所述MIMO雷达包括发射阵列和接收阵列，且发射阵列和接收阵列收发分置；发射阵列发射部分相关波形，并得到目标回波信号矩阵；

步骤2，确定需要检测的目标空域范围，然后根据目标回波信号矩阵得到目标方向的粗估值和目标的多普勒频率；

步骤3，根据目标回波信号矩阵和目标的多普勒频率，得到MIMO雷达多普勒滤波数据；

步骤4，根据目标方向的粗估值确定目标方向搜索范围，然后在所述目标方向搜索范围内分别计算接收阵列最大似然算法的代价函数值和发射阵列最大似然函数算法的代价函数值；