[发明专利]FDA-MIMO雷达频率偏差误差的估计方法

说明书

本发明公开了一种FDA‑MIMO雷达频率偏差误差的估计方法，FDA‑MIMO雷达因为发射域自由度可以分辨不同距离模糊区域的回波，当发射阵元不存在载频频率偏差误差时，杂波谱按照不同距离模糊区域分散分布。当存在阵元载频频率偏差误差时，经过补偿后的发射域频率会存在距离相关项，杂波谱会产生偏移与扩散。本发明基于第一模糊区域的杂波谱进行功率谱搜索，搜出偏移量，估计出频率偏差误差的大小，进而避免了杂波自由度的增加及其引起的雷达系统的杂波抑制效果降低的问题。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，尤其涉及一种FDA-MIMO雷达频率偏差误差的估计方法。

背景技术

频率分集阵列-多输入多输出(FDA-MIMO)雷达通过不同发射阵元发射具有微小载频频率偏差的正交信号，综合利用了FDA与MIMO的优点，使得其在发射域导向矢量中引入了距离相关的因子。自由度的扩展使得FDA-MIMO雷达能够解决传统雷达难以解决的问题。

众所周知，FDA-MIMO雷达的发射阵元的发射载频是满足公差为Δf的等差数列，此公差Δf又称之为载频的频率偏差。当发射阵元的载频满足正确的频率偏差时，FDA-MIMO雷达杂波功率谱根据不同模糊区域分散分布，杂波功率谱第一模糊区域的杂波脊线为发射-接收域上的对角线，第二模糊区域上的杂波脊线根据第一模糊区域的脊线向发射频率负方向有固定的频移量，后面模糊区域的杂波脊线以此类推。

当发射阵元的载频频率偏差存在误差时，即此时的频率偏差不是理想的Δf，而是在原有基础上存在未知误差Δρ，变成了Δf+Δρ，此时，杂波谱发生了偏移与扩散现象，具体表现为所有杂波脊线在不含误差的基础上，向着发射域负方向有略微的偏移，且杂波脊线的宽度增加，以上变化造成了杂波自由度的增加。雷达系统的自由度是一定的，当杂波自由度的增加，会增加雷达系统抑制杂波的困难程度，降低雷达的杂波抑制效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种FDA-MIMO雷达频率偏差误差的估计方法。本发明的技术原理是：FDA-MIMO雷达因为发射域自由度可以分辨不同距离模糊区域的回波，当发射阵元不存在载频频率偏差误差时，杂波谱按照不同距离模糊区域分散分布。当存在阵元载频频率偏差误差时，经过补偿后的发射域频率会存在距离相关项，杂波谱会产生偏移与扩散。本发明基于第一模糊区域的杂波谱进行功率谱搜索，搜出偏移量，估计出频率偏差误差的大小，进而避免了杂波自由度的增加及其引起的雷达系统的杂波抑制效果降低的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

FDA-MIMO雷达频率偏差误差的估计方法，包括以下步骤：

步骤1，设定FDA-MIMO雷达具有M个发射阵元和N个接收阵元，获取FDA-MIMO雷达匹配滤波后的发射-接收域杂波噪声数据矢量集{y_l|l＝1，2，...，L}；

其中，l表示第l个距离环，L表示距离环的总数；

步骤2，对发射-接收域杂波噪声数据矢量集{y_l|l＝1，2，...，L}进行距离依赖频率补偿，获取补偿后的发射-接收域数据矢量集

步骤3，采用L个距离环的回波数据进行杂波噪声协方差矩阵的估计，得到发射-接收域的杂波噪声协方差矩阵的估计其中，(·)^H表示矩阵的共轭转置；

步骤4，获取FDA-MIMO雷达的搜索导向矢量集{a_i|i＝1，2，...，N_t}，采用功率谱搜索算法，得到FDA-MIMO雷达的频率偏差误差估计

与现有技术相比，本发明的有益效果为：