[发明专利]基于时域频率分集的MIMO雷达慢速目标检测方法

说明书

本发明涉及机载雷达技术领域，具体涉及基于时域频率分集的MIMO雷达慢速目标检测方法，包括如下步骤：S1、建立基于时域频率分集的MIMO雷达信号模型；S2、在S1的基础上分析杂波的空时特性，得出多普勒频率所具有的距离依赖性；S3、利用距离的先验信息，并基于杂波多普勒域进行距离依赖性补偿；S4、采用补偿后的数据作为样本，来估计待检测单元的杂波协方差矩阵；S5、利用估计得到的待检测单元的杂波协方差矩阵和目标导向矢量计算STAP权矢量，以对慢速目标进行检测。

技术领域

本发明涉及机载雷达技术领域，具体涉及基于时域频率分集的MIMO雷达慢速目标检测方法。

背景技术

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)雷达是近十几年来发展起来的一种新体制雷达，已经引起世界各国家学者、研究机构、军事和工业部门的高度关注，由于MIMO雷达能够充分利用空间分集、波形分集、频率分集等技术，所以其能够在空域、频域和波形域等多个维度上反映目标信息，从而可大幅提高雷达系统对目标的探测能力。相比于空间分集和波形分集，频率分集技术在空时自适应处理(Space Time AdaptiveProcessing,STAP)中的应用是当前的一个研究热点，实际上，基于MIMO雷达的频率分集技术可以分为两大类：一种是在空域上进行频率分集，也就是在MIMO雷达不同发射阵元之间相对于载频增加一个频率增量，从而形成更大的系统自由度，提高雷达系统的抗干扰能力、杂波抑制能力、灵活性以及稳健性，这类雷达以现有的基于频率分集阵列MIMO(FrequencyDiverse Array MIMO,FDA-MIMO)雷达为代表；另外一种就是在时域上进行频率分集，也就是在MIMO雷达发射的不同脉冲之间相对于第一个脉冲的载频增加一个频率增量，目前关于这类雷达的研究较少，为了便于区分以上两种频率分集MIMO雷达，这里我们称文献中的FDA-MIMO雷达为空域FDA-MIMO雷达(Space Domain FDA-MIMO,SD-FDA-MIMO)，称另一种FDA-MIMO雷达为时域FDA-MIMO雷达(Time Domain FDA-MIMO,TD-FDA-MIMO)。

SD-FDA雷达，在阵列之间相对于载频增加了一个频率增量，提供了额外的自由度，这使得FDA能够产生距离角度依赖的波束方向图，FDA既不同于传统的相控阵雷达(远距离波束不依赖于距离和角度)，也不同于MIMO雷达和OFDM雷达，MIMO雷达发射多个相互独立的信号，而FDA雷达发射频率域几乎重叠的信号，此外，FDA雷达也不同于传统的频率扫描雷达，传统的频率扫描雷达所有阵元的频率增量为时间的函数，FDA雷达的频率增量为阵元个数的函数。

目前现有技术研究均是针对SD-FDA来展开研究的，而关于TD-FDA目标探测的研究主要集中在采用频率步进信号对弱目标的检测上，其中美国CAMBR舰载雷达就是通过特殊参数设计来实现杂波抑制和弱目标检测的，其考虑到频率步进雷达的高距离分辨能力及独特的波形和处理更适于解决强杂波中小目标的检测问题，提出了利用频率步进雷达解决强杂波中运动小目标的无杂波区检测和无折叠杂波检测问题。

而针对慢速目标检测的问题，现有技术中并未有针对性的研究，而目前的MIMO雷达对慢速目标的检测概率不高、检测效果差，所以需要一种基于时域频率分集的MIMO雷达慢速目标检测方法，来将慢速目标搬离主杂波区，从而提高慢速目标的检测概率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于时域频率分集的MIMO雷达慢速目标检测方法，用于降低运动目标的最小可检测速度，提高雷达对慢速目标的检测能力。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于时域频率分集的MIMO雷达慢速目标检测方法，包括如下步骤：

S1、建立基于时域频率分集的MIMO雷达信号模型；

S2、在S1的基础上分析杂波的空时特性，得出多普勒频率所具有的距离依赖性；