[发明专利]基于四通道相参融合的全极化MIMO雷达目标检测方法

权利要求书

1.一种基于四通道相参融合的全极化MIMO雷达目标检测方法，其特征在于，将全极化MIMO雷达四通道回波信号输入到四个不同锁相环后，补偿目标回波信号的相位，相参融合检测四通道输出信号；该方法的具体步骤包括如下：

(1)实时获取四个极化通道的回波信号：

对全极化MIMO雷达的垂直极化接收通道和水平极化接收通道的回波信号，分别进行脉冲压缩，将得到的四通道回波信号作为锁相环输入信号；

(2)选择一个未选取过的通道锁相环；

(3)获取低频信号：

将所选通道的锁相环输入信号分别与其对应的同相支路和正交支路的复制载波混频，将混频后的信号经低通滤波器滤波后得到低频信号；

(4)获取通道锁相环的输出信号：

(4a)计算所选通道的锁相环中环路滤波器的输出信号如下：

l_k＝p_k-1+c₁*|β|*cos(arctan(I(k)/Q(k)))

p_k＝p_k-1+c₂*|β|*cos(arctan(I(k)/Q(k)))

其中，l_k表示所选的通道锁相环中环路滤波器第k步的输出信号值，p_k-1表示所选的通道锁相环中的环路滤波器中间变量在第k-1步的值，c₁和c₂均表示所选的通道锁相环的时间参数，|·|表示取绝对值操作，β表示所选的通道目标散射项，*表示相乘操作，cos(·)表示余弦操作，arctan(·)表示反正切操作，I(k)表示所选的通道锁相环中同相支路第k步的低频信号值，Q(k)表示所选的通道锁相环中正交支路第k步的低频信号值，p_k表示所选的通道锁相环中的环路滤波器中间变量在第k步的值；

(4b)对所选的通道目标回波的相位进行相位补偿，获得目标回波信号的相位信息如下：

ω_k＝2*π*d₀+K*l_k

其中，ω_k表示对所选的通道锁相环输入信号第k步补偿后的相位，π表示圆周率，d₀表示所选的通道锁相环中的数字控制振荡器自身频率，K表示所选的通道锁相环中的数字控制振荡器的增益；

(4c)计算所选的通道锁相环的输出信号如下：

其中，s_k表示所选通道的锁相环第k步的输出信号值，exp(·)表示以自然常数e为底的指数操作，j表示虚数符号，f表示所选的通道锁相环输入信号的频率，φ_β表示所选通道的目标散射项β的复角，φ表示所选的通道锁相环输入信号的初始相位；

(5)判断所选的通道锁相环的输出是否大于锁定门限值，若是，则该锁相环进入锁定状态后执行步骤(6)；否则，将所选的通道锁相环输入信号补偿后的相位分别作为同相支路和正交支路的复制载波的相位后执行步骤(3)；

(6)判断是否已选完所有的通道锁相环，若是，执行步骤(7)；否则，执行步骤(2)；

(7)获得相参融合信号：

将四个通道的锁相环输出信号进行相加得到的相参融合信号；

(8)检测目标：

将相参融合信号与检测门限值进行比较，若相参融合信号大于检测门限值，则判定为存在目标，若相参融合信号小于检测门限值，则判定为不存在目标。

2.根据权利要求1所述基于四通道相参融合的全极化MIMO雷达目标检测方法，其特征在于，步骤(5)中所述锁定门限值是由下式计算得到的：

η＝0.9*|β|

其中，η表示所选通道锁相环的锁定门限值。

3.根据权利要求1所述基于四通道相参融合的全极化MIMO雷达目标检测方法，其特征在于，步骤(8)中所述检测门限值是由下式计算得到的：

其中，γ表示检测门限值，表示系统噪声的方差，Q^-1(·)表示对标准高斯分布的累积分布函数进行积分操作，p_f表示系统给定的虚警概率。