一种双基地MIMO雷达的相关目标定位方法

双基地MIMO雷达多目标高精度跟踪算法张正言;张剑云【摘要】针对双基地多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达自适应非对称联合对角化(adaptive asymmetric joint diagonalization,AAJD)跟踪算法在低信噪比时失效的问题,提出一种双基地MIMO雷达高精度跟踪算法.首先,针对低信噪比时AAJD算法信号子空间扩展问题,利用主成分顺序估计原理求出特征值,根据特征值的大小对导向矢量进行排序,得到更加精确的信号子空间.其次,根据跟踪状态的不同,将多目标分类(multiple signal classification,MUSIC)算法分为两步:第一步全空域大步长扫描,对应跟踪非稳定状态;第二步小空域小步长扫描,对应跟踪稳定状态,空域范围由上一时刻估计角度和运动速度确定,并将峰值搜索过程变为取最大值操作,降低了计算量.算法解决了低信噪比时信号子空间扩展问题,提高了跟踪性能,且采用了性能更高的MUSIC算法,并对其进行改进,降低了计算量.仿真结果证明了算法的有效性.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2018(040)006【总页数】8页(P1241-1248)【关键词】双基地多输入多输出雷达;角度跟踪;多目标分类;高精度;扩展信号子空间【作者】张正言;张剑云【作者单位】国防科技大学电子对抗学院,安徽合肥230037;国防科技大学电子对抗学院,安徽合肥230037【正文语种】中文【中图分类】TN9580 引言阵列雷达通过综合利用空间和时间信息处理技术提高了估计性能,多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达进一步发展了这种技术,取得了更大的优势,属于新的雷达体制[1]。

与传统的相控阵雷达不同之处在于MIMO雷达各个发射天线的信号是正交的,而相控阵雷达则是相关的,因此MIMO雷达拥有空间分集,波形分集等优势,等效于拥有更多的阵元,能够探测更多的目标[2-5]。

双基地电磁环境感知MIMO雷达信号处理方法研究双基地MIMO(Multiple Input Multiple Output)雷达作为一种新的雷达系统,具有一系列明显的优点:独有的收发分集技术、灵活机动的布站方式、较高的抗截获性与抗反辐射导弹能力、高信道孔径利用率等,但面对日益严峻的战场形势,常规双基地MIMO雷达存在易受电磁环境干扰的问题。

针对常规双基地MIMO 雷达在大功率窄带干扰背景下目标估计性能急剧下降的问题,本文研究了一种双基地电磁环境感知MIMO(Electromagnetic Environmental Sensory-Multiple Input Multiple Output,EES-MIMO)雷达,能够实时感知电磁环境中干扰所在频段,主动躲避干扰,同时兼容电磁环境感知技术与常规双基地MIMO雷达的独特优势,克服了常规双基地MIMO雷达面对日益复杂的电磁环境抗干扰能力弱的问题。

本文的研究工作从以下几方面展开:双基地EES-MIMO雷达基本原理及系统构成、双基地EES-MIMO雷达四元数模型建立、双基地EES-MIMO雷达电磁环境感知方法、基于四元数的双基地EES-MIMO雷达角度估计算法、色噪声背景下基于四元数的双基地EES-MIMO雷达角度估计、未知非高斯噪声背景下基于差分降维MUSIC的双基地EES-MIMO雷达角度估计算法。

第一,首先对双基地MIMO雷达的工作原理及系统构成进行了详细阐述,针对常规双基地MIMO雷达在大功率窄带干扰背景下目标估计性能急剧下降的问题,研究了双基地电磁环境感知的MIMO雷达,并对其工作原理、系统构成及信号模型进行了分析,为后续的研究工作奠定了理论基础。

第二,针对典型的点频干扰与扫频干扰信号的电磁环境感知问题展开研究,提出了两种算法:基于互谱RI-MUSIC算法的点频干扰信号频率估计法和基于二次型互谱SVD算法的扫频干扰信号频率估计法,实现对空域点频干扰与扫频干扰频率的估计,确定干扰所在频带。

双基地MIMO雷达目标定位及幅相误差自校正算法李洪兵;姜军;田海林;季军亮;郭艺夺【摘要】针对双基地多输入多输出(MIMO)雷达收发阵列存在幅相误差的情况,提出了一种基于辅助阵元法(ISM)的ESPRIT类算法.在收发端分别设置若干个精确校正的辅助阵元,可实现对目标收发方位角和幅相误差系数的无模糊联合估计,在角度估计过程中无需任何收发阵列幅相误差系数信息,无需谱峰搜索,运算量较小.算法未使用对阵列误差的微扰动及第一个收发阵元的幅相误差进行归一化的假设,更符合实际的误差模型.【期刊名称】《上海航天》【年(卷),期】2014(031)004【总页数】6页(P11-16)【关键词】双基地MIMO雷达;目标定位;幅相误差;自校正【作者】李洪兵;姜军;田海林;季军亮;郭艺夺【作者单位】空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051;空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051;空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051;空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051;空军工程大学防空反导学院,陕西西安710051【正文语种】中文【中图分类】TN911.70 引言双基地MIMO雷达的回波信号中包含了目标相对发射阵列的发射角及接收阵列的到达角信息，因此可通过估计目标的DOD，DOA实现对目标的交叉定位［1－8］。

这些算法均以发射和接收阵列流型精确已知为前提，其性能优良。

在实际工程应用中，由于存在各种误差（阵元幅相误差、阵元间互耦等），双基地MIMO雷达的发射和接收阵列流形常出现一定程度的偏差或扰动，上述的各种定位算法因对模型误差的鲁棒性很差，微小的模型扰动会带来目标定位性能的急剧恶化。

因此，研究对误差鲁棒的目标定位算法及简便有效的阵列校正方法在双基地MIMO雷达实际应用中有重要意义。

双基地MIMO雷达因发射端采用多个发射阵元发射相互正交的信号，其阵元通道的幅相误差可通过接收阵列和发射阵元引入，从而使发射和接收阵列的幅相误差耦合，这增加了系统幅相误差的复杂度，对双基地MIMO雷达的多目标定位和通道幅相误差的校正提出了更高的要求。

文章编号:1001-893X(2010)09-0045-04双基地制导雷达目标定位的分坐标融合算法张娅王旬,刘进忙(空军工程大学导弹学院,陕西三原713800)摘 要:提出了一种用于研究双基地制导雷达目标定位的分坐标参数航迹融合算法。

通过利用观测到的距离和以及角度序列分别建立参数航迹模型间接得到了目标位置序列,有效提高了目标定位精度。

理论分析与仿真结果表明,该方法比简化加权最小二乘算法更具优越性。

关键词:双基地制导雷达;目标定位;分坐标;参数融合中图分类号:TN953 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1001-893x.2010.09.011Separate Coordinate Fusion Algorithm for BistaticGuidance Radar Target LocationZHANG Y a xun,LIU Jin mang(The Missile Institute,Air Force Engineering University,Sanyuan713800,China)Abstract:A ne w separate coordinate para meter trac k fusion is prese nted in order to research bista tic guidance radar target loca tion.A set of para meter track m odel is established respectively through observing the list of distance s and angles so as to indirectly get target s location list and effec tively improve the precision.The theoretical analysis and simulation show that the method is more supe rior than simplified square weighted least(SW LS)method.Key words:bistatic guidance radar;target location;separate coordinate;para meter fusion1 引 言近年来,随着电子战技术的飞速发展, 四大威胁 (隐身目标、综合性电子干扰、低空超低空突防和反辐射导弹)的出现使得雷达面临着日益严重的生存危机。

双基地MIMO雷达相干目标的角度快速估计算法李小波;张正言;王珽;徐旭宇【期刊名称】《信号处理》【年(卷),期】2016(32)3【摘要】针对双基地多输入多输出(MIMO)雷达定位的实时性问题,提出了一种基于Toeplitz矩阵的目标快速定位算法.双基地MIMO雷达接收的信号往往是相干的,因此无法直接应用角度估计算法.首先通过接收的数据得到一组Toeplitz子矩阵,利用这组子矩阵重构得到协方差矩阵,其秩等于目标个数,达到解相干的目的.采用改进多级维纳滤波器(MSWF)的前向递推,不需要通过特征值分解,得到信号子空间,结合ESPRIT算法,估计出目标的发射角度(DOD)和接收角度(DOA).算法通过构造Toeplitz矩阵解相干,仅改变矩阵结构,降低了计算复杂度,具有较好目标分辨力和解相干能力.【总页数】8页(P370-377)【作者】李小波;张正言;王珽;徐旭宇【作者单位】合肥电子工程学院,安徽合肥 230037;合肥电子工程学院,安徽合肥230037;信息工程大学导航与空天目标工程学院,河南郑州450001;73677部队,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TN958【相关文献】1.改进型PASTd双基地MIMO雷达相干目标角度跟踪算法 [J], 张正言;李小波;毛云祥2.基于二次虚拟孔径扩展的双基地MIMO雷达相干分布式目标中心角度估计 [J], 徐旭宇;李小波;梁浩;牛朝阳;董杰3.双基地MIMO雷达相干分布式目标快速角度估计算法 [J], 郭艺夺;张永顺;张林让;童宁宁4.色噪声环境下双基地MIMO雷达相干目标角度估计算法 [J], 梁浩;李小波;马鹏;洪振清5.一种快速双基地MIMO雷达目标角度估计算法 [J], 李洪兵;杨海豆;张学礼;田波;郭艺夺因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。