[发明专利]一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法及系统

说明书

本发明属于通信技术与信号处理技术领域，公开了一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法及系统，首先通过带通滤波器分离参考信道中的直达波信号，并对监测通道中信号进行直达波干扰和多径干扰的抑制，获得较为纯净的回波信号；然后对天线输出信号进行线性正则变换，并构造出基于线性正则变换的互模糊函数进行时延以及多普勒频移的估计；再根据接收站，目标，辐射源之间的空间几何关系将时延和多普勒转化为目标到接收站的距离和目标径向速度；最后选择合适的算法对不同辐射源的距离估计结果进行融合，并利用不同的径向速度合成目标的速度。当低信噪比时，本发明方法是有效可行的。

技术领域

本发明属于通信技术与信号处理技术领域，尤其涉及一种多类型外辐射源照射下目标被动协同探测方法、系统、介质、通信信号处理系统。

背景技术

目前，利用TDOA与DOA联合对目标进行探测。构建互模糊函数，通过改变直达波信号的时延和频移来估计出不同辐射源回波信号的时延和多普勒频移，再结合二维DOA估计的结果可以分别求出目标的位置和径向速度。之后对不同辐射源的定位结果选择合适的融合算法进行数据融合，即实现对目标的定位。但受外辐射源信号的特性影响，可能由于速度分辨力或者距离分辨力不足，导致定位结果精确度不是很高。

针对基于外辐射源的目标探测问题，国内外学者已经做出了初步的探索，多种外辐射源已经被应用于目标探测领域，Maria S等人利用了模糊函数(AF)和CRLB之间的关系，讨论计算双基地雷达信道的Cramer-Rao下界(CRLBs)的问题(Maria S.Greco，PietroStinco，Fulvio Gini，Alfonso Farina.Cramer-Rao Bounds and Selection of BistaticChannels for Multistatic Radar Systems[J]，IEEE Transactions on Aerospace andElectronic Systems，2011，47(4)：2934-2948.)。D.Xie开发了一种基于多FM的无源雷达系统，并利用数字波束成形(DBF)方法提取来自不同方向的直接波作为参考信号。仿真实验证明，所提出的方法提高了基于FM的无源雷达的检测稳定性。(D.Xie，J.Yi，J.Shen andX.Wan.Experimental Research of Multi-FM Based Passive Radar[C]，2018 12thInternational Symposium on Antennas，Propagation and EM Theory(ISAPE)，2018：1-5.)P.Krysik设计了GSM信号作为外辐射源的被动雷达探测系统。并验证了该系统对海上目标进行检测的可能性，证明了GSM信号的作为机会照射源的可行性(P.Krysik andK.Kulpa.The use of a GSM-based passive radar for sea target detection[C].20129th European Radar Conference，2012：142-145.)K.Gronowski等人利用GPS(全球定位系统)L1波段信号进行进行了对移动目标的探测，确定了基于GPS-L1的无源雷达的潜在优势和挑战，并评估建造可运行的基于GPS的无源雷达的可行性。(K.Gronowski，P.Samczyński，K.Stasiak and K.Kulpa.First results of air target detection using singlechannel passive radar utilizing GPS illumination[C].2019IEEE Radar Conference(RadarConf)，Boston，MA，USA，2019：1-6.)。李飞等设计了基于FM广播的无源雷达系统，在此基础上分析了干扰电台信号对系统的干扰原理，给出了抑制这种干扰的自适应算法，并通过仿真实验证明该方法有效地抑制了电台干扰信号，检测到干扰抑制前系统无法检测到的目标。(李飞，赵洪立，郑恒.基于FM广播的无源探测系统干扰抑制研究[J].雷达科学与技术，2010(1)).龚巧提出了一种利用CDMA下行导频信号进行动目标探测的方法。根据CDMA导频信号良好的无源探测性能，通过在时频域内对实时数据进行长时间相干已积累来提取目标信息，，并通过该系统完成了动目标的多普勒频率和距离检测。实验结果证明了CDMA信号用作无源探测是可行的(龚巧，朱润.基于CDMA导频信号的动目标探测方法[J].数字通信，2010，37(1)：61-65)。Sean A Kaiser提出了基于被动定位系统的运动目标速度探测方法。开发的方法相较普通双基地雷达，对复杂的目标运动具有更为优越的性能(Sean AKaiser，Andrew Christianson，Ram M Narayanan.Multistatic radar Dopplerestimation for passive coherent location[C]，IEEE Radar Conference(RadarConf)：2017：0329-0334.)。这些算法大多是针对一种外辐射源进行设计的，没有充分利用到电磁空间中同时存在多种辐射源，导致估计精度较低且定位可靠性较差。