[发明专利]宽带被动MIMO雷达的克拉美罗界分析方法

说明书

本发明涉及雷达领域与通信领域，为提出一种宽带的CRB求解算法，既保证距离分辨率，也能保证检测性能的提升。本发明，宽带被动MIMO雷达的克拉美罗界分析方法，步骤如下：步骤一：确定信号模型；步骤二：得到目标回波信；步骤三：求待估计参量的似然比，得到接收信号的似然函数；步骤四：推导费歇尔信息矩阵FIM公式，通过对似然函数求得二阶导数；步骤五：根据CRB界的定义，求得宽带被动MIMO雷达的克拉美罗界，并利用MATLAB软件仿真出其结果。本发明主要应用于雷达设计制造场合。

技术领域

本发明涉及雷达领域与通信领域，具体讲,宽带被动MIMO雷达的克拉美罗界分析。

背景技术

近年来，无源被动雷达在抗“四大威胁”方面的优势正受到各国雷达研究者的广泛关注，其基本理论也取得了突破性进展。由于被动雷达系统只存在接收机，自身不发射电磁信号，而是利用外部辐射源信号进行目标探测，因此具有非常强的隐蔽性、“四抗”能力，无电磁污染、无探测盲区、便携和低成本等优势。

多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达是利用系统发射端和接收端的多副天线获得空间分集增益[1]，对被动雷达性能的评价可以从克拉美罗界和模糊函数两方面介绍，文献[2]在相关条件下推导了正交信号的速度位移联合估计的克拉美罗界(Cramer-Rao Bounds，CRB)，文献[3]推导了对高斯最小频移键控(GaussianFiltered Minimum Shift Keying，GMSK)更加普遍的CRB,文献[4]分别计算了在相关和非相关条件下修正后的CRB。当前的参数估计CRB主要是针对窄带信号以及点目标，具有局限性，因此，可以扩展到距离扩展目标，提高距离分辨率，而当前对MIMO雷达往往要求发射波形相互正交，使得其在接收端能够被区分，除此之外，5G非正交技术也发展迅猛，可以将两者结合起来，用以提高频谱利用率。综上所述，当前的得动雷达研究呈现出从窄带信号到宽带信号，从正交到非正交的发展趋势。

[1]陈浩文，黎湘，庄钊文.一种新兴的雷达体制—MIMO雷达[J].电子学报，2012，40(6)：1190-1198.

[2]P.L.Sun,J.Tang and S.Wan,“Cramer-Rao bound of joint estimation oftarget location and velocity for coherent MIMO radar,”Journal of SystemsEngineering and Electronics,vol.25,no.4,pp.566-572,2014.

[3]S.Gogineni,M.Rangaswamy,B.D.Rigling and A.Nehorai,“Cramr-RaoBounds for UMTS-Based Passive Multistatic Radar,”IEEE Transactions on SignalProcessing,vol.62,no.1,pp.95-106,2014.

[4]Q.He,J.Hu,R.S.Blum and Y.Wu,“Generalized Cramer-Rao Bound forJoint Estimation of Target Position and Velocity for Active and Passive RadarNetworks,”IEEE Transactions on Signal Processing,vol.64,no.8,pp.2078-2089,2016.

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出提出一种宽带的CRB求解算法，既保证距离分辨率，也能保证检测性能的提升。为此，本发明采用的技术方案是，宽带被动MIMO雷达的克拉美罗界分析方法，步骤如下：

步骤一：确定信号模型，由于距离分辨率和带宽之间是反比的关系，使得宽带信号的距离分辨率提高，此时检测目标不能被认为是点目标，在这个前提下，检测目标是距离扩展目标；