[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

说明书

本发明提出一种基于四通道相参融合的全极化MIMO雷达目标检测方法，其步骤是：实时获取四个极化通道的回波信号；遍历所有的通道锁相环；获取低频信号；获取通道锁相环的输出信号；若所有的通道锁相环全部进入锁定状态，则获得相参融合信号后，进行目标检测；若所有的通道锁相环没有全部进入锁定状态，则继续选择未锁定的通道锁相环，直到所有的通道锁相环全部进入锁定状态后，获得相参融合信号进行目标检测。本发明通过利用锁相环对目标极化散射系数进行相位补偿，从而可以相参地累积分集通道，进而提高了全极化MIMO雷达目标检测的极化检测性能。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，更进一步涉及雷达目标检测技术领域中的一种基于四通道相参融合的全极化多输入多输出MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)雷达目标检测方法。本发明可用于在全极化MIMO雷达实时跟踪中对动态目标极化检测。

背景技术

动态目标极化检测性能是全极化MIMO雷达中的重要问题之一。对具有一定信噪比的极化雷达信号，利用噪声、杂波和目标的极化信息差异提高检测概率，这就是目标极化检测。全极化MIMO雷达通常具有四个极化通道，并且在雷达处处理目标的四个不同极化分量。通常，不同通道中的目标回波是不同的，甚至在统计上是相互独立的。在目标搜索模式下，通常无法获取目标的极化散射系数的相位，因此，不同通道中的信号通常是非相参处理的。基于不同背景，学者们提出了多种极化检测器。美国MIT林肯实验室Nova等人提出的最优极化检测器OPD(OptimizedPolarimetricDetector)，是Neyman-Pearson准则下的最优检测器，其检测性能给出了所有检测器的上限。但是，OPD检测器需要精确已知目标回波的协方差矩阵，这在实际使用中不易获得，所以，为了避免精确估计目标回波的协方差矩阵，常用均匀加权的非相参积累检测器来融合不同极化接收通道中的回波信号，但由于获取的极化信息不多，使得均匀加权的非相参累积检测器在全极化雷达中的检测性能一般。

中国人民解放军国防科技大学在其拥有的专利技术“一种基于白化滤波的极化MIMO雷达检测方法”(专利申请号201810964389.X，申请日2018.08.23，授权公告号CN108983227B)中公开了一种基于白化滤波的极化MIMO雷达目标检测方法。该方法实现的具体步骤是，(1)全极化MIMO雷达水平极化发射、垂直极化接收的信号与垂直极化发射、水平极化接收的信号相同，具有相同信噪比；(2)为了避免精确估计目标回波的协方差矩阵，用参考距离单元和待检测距离单元观测数据估计杂波和热噪声的协方差R；(3)计算检验统计量(4)计算检测门限；(5)判断目标是否存在。该方法存在不足之处是：在实际应用中，全极化MIMO雷达水平极化发射、垂直极化接收的信号与垂直极化发射、水平极化接收的信号不一定相同，不一定具有相同信噪比，会导致该方法估计噪声协方差时，计算量增加运算复杂度增大。

西安电子科技大学在其申请的专利文献“全相参全极化MIMO雷达四通道融合目标检测方法”(专利申请号201611094003.1，申请日2016.12.02，申请公布号CN106597381A，申请公布日2017.04.26)中公开了一种全相参全极化MIMO雷达四通道融合信噪比加权目标检测方法。该方法实现的具体步骤是，(1)全相参全极化MIMO雷达通过正交极化通道发射波形相互正交的信号；(2)全相参全极化MIMO雷达通过正交极化通道接收回波信号；(3)对正交极化接收通道接收的回波信号进行四路脉冲压缩，得到四个极化通道回波信号；(4)在目标回波信号的极化信息获取不足的情况下，采用根据回波信号进行计算的方式，估计回波信号信噪比，构建信噪比加权矩阵，对四个极化通道信号进行信噪比加权非相参融合检测。该方法存在不足之处：该方法采用构造信噪比加权矩阵的方式对全极化MIMO雷达的四个极化通道的回波信号进行融合检测，是因为目标回波信号的极化信息获取不足，无法准确估计目标回波协方差矩阵。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提出了一种基于四通道相参融合的全极化MIMO雷达目标检测方法。用于解决目标回波信号极化信息获取不足导致的目标回波协方差矩阵估计不准确的问题。