[发明专利]一种基于正交波形的分布式雷达的相位差估计方法

说明书

技术领域

本发明属于分布式全相参雷达技术领域，涉及一种基于正交波形的分布式雷达的相位差估计方法。

背景技术

雷达的测量精度及测量灵敏度与接收信噪比有关，当雷达的发射机功率一定时，则需要增大雷达口径以提高雷达增益从而改善输出信噪比。对远距离目标高精度及高灵敏度的探测需求，推动了大口径雷达的发展，例如美国的GBR-P雷达（天线口径约12.5米）及SBX雷达（天线口径约22.1米）。然而口径如此巨大的雷达必然导致其难以机动部署，并且制造成本昂贵。为克服大口径雷达的固有缺点，美国林肯实验室提出了分布式全相参雷达的概念：该雷达系统是由多部可独立工作的单元雷达和一部中心控制机组成，将多部单元雷达分散布设，通过对所有雷达的回波进行信号层次的融合，达到大孔径雷达的性能。由N部单元雷达组成的分布式全相参雷达系统，当其全相参工作时，可以获得N³倍于单部雷达的输出SNR增益。而要实现全相参工作，则要求各单元雷达的发射信号能同时同相到达目标。然而，在分布式系统中由于单元雷达是分散布设的，因此，两雷达到同一目标的距离是不同的。设两雷达到目标的距离分别为R₁和R₂，因此，由距离差ΔR＝R₁-R₂所引起的相位差为：其中，f₀为本振信号的中心频率，c为电磁波的传播速度。而且，在分布式系统中由于各单元雷达均配有自己独立的本振系统，因此会出现各本振系统之间相位不同步的问题。假设两雷达本振的相位同步误差为Δθ，则两本振信号u₁(n)、u₂(n)可分别设为：

u₁(n)＝exp(j2πf₀n+jΔθ)

u₂(n)＝exp(j2πf₀n)

因此在目标处，两信号的相位差为：

Δφ=Δθ-2πf0R1-R2c=Δθ-ΔφR]]>

该相位差包含两部分：一部分是由路程差ΔR引起的相位差Δφ_R，一部分是两雷达本振的相位同步误差Δθ。为实现全相参工作，需要对相位差Δφ进行跟踪估计。

发明内容

本发明的目的是针对分布式全相参雷达这一新体制雷达中的相位差估计这个关键问题，提出基于正交波形的分布式雷达的相位差估计方法。

该种基于正交波形的分布式雷达的相位差估计方法，其具体步骤包括：

步骤一、利用修正代价函数设计正交波形；

首先根据搜索雷达提供的目标与两雷达的距离差的先验信息ΔR_max，确定修正代价函数：