[发明专利]全相参全极化MIMO雷达四通道融合目标检测方法

摘要

本发明公开一种全相参全极化MIMO雷达四通道融合信噪比加权目标检测方法，主要解决传统的非相干积累检测器在四个极化通道回波信号信噪比不同时检测性能下降的问题。其实现方案包括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)对四个极化通道回波信号进行信噪比加权融合检测。本发明与现有技术相比，不仅具有恒虚警性能，而且可以获得更好的检测性能，可用于实现全相参全极化MIMO雷达在噪声背景下的目标检测。

主权项

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，包括：(1)全相参全极化MIMO雷达的垂直极化发射通道V和水平极化发射通道H同时发射波形相互正交的信号sV(t)和sH(t)，即满足下述关系式：∫0TsV(t)sH*(t-τ)dt≈0]]>其中，sV(t)表示垂直极化通道的发射信号，sH(t)表示水平极化通道的发射信号，t表示时间，τ表示任意时延，T表示发射脉冲时宽，*表示复数共轭；(2)全相参全极化MIMO雷达的垂直极化接收通道和水平极化接收通道同时接收回波信号，得到垂直极化接收通道的回波信号rV(t)和水平极化接收通道的回波信号rH(t)；(3)利用所述发射信号sV(t)和sH(t)对应的两种匹配滤波器，分别对全相参全极化MIMO雷达垂直极化接收通道的回波信号rV(t)和水平极化接收通道的回波信号rH(t)进行脉冲压缩，得到脉冲压缩后的四个极化通道回波信号rVV、rVH、rHV和rHH；(4)构建四通道融合信噪比加权极化检测器模型，对全相参全极化MIMO雷达的回波信号进行融合检测：4a)将全相参全极化MIMO雷达四个极化通道的回波信号rVV、rVH、rHV和rHH写成向量rO的形式：rO＝[rVV,rVH,rHV,rHH]T，其中，T表示矩阵转置；4b)利用全相参全极化MIMO雷达四个极化通道的回波信号rVV、rVH、rHV和rHH的信噪比，构造加权对角矩阵P：P=λVV/(1+λVV)0000λVH/(1+λVH)0000λHV/(1+λHV)0000λHH/(1+λHH)]]>其中，λVV表示VV极化通道的回波信号rVV的信噪比，λVH表示VH极化通道的回波信号rVH的信噪比，λHV表示HV极化通道的回波信号rHV的信噪比，λHH表示HH极化通道的回波信号rHH的信噪比；4c)根据全相参全极化MIMO雷达的回波信号向量rO和加权对角矩阵P计算检验统计量TSW：TSW=2rOHPrO,]]>其中，H表示矩阵的共轭转置；4d)根据给定的虚警概率Pf，通过下式计算判决门限g：Pf=Q(g,Θpk),]]>其中，表示服从权向量为p、自由度向量为k＝[2,2,2,2]T的加权卡方分布，表示分布的概率密度函数从g到+∞的积分；4e)将检验统计量TSW与判决门限g进行比较，若TSW≥g，则判定为有目标，若TSW<g，则判定为没有目标。