[发明专利]一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法

权利要求书

1.一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法，其特征在于，所述动目标探测方法包括如下步骤：

步骤1，建立分布式多基雷达系统模型，取所述分布式多基雷达系统模型中的一个双基单元，所述双基单元的发射机发射单频连续波信号，所述双基单元的接收机接收雷达回波信号；

步骤2，对所述分布式多基雷达系统模型的目标探测区域以及回波模型进行离散化得到离散化后的雷达回波信号；

步骤3，将所述离散化后的雷达回波信号转化为矢量形式，将所述目标探测区域的每个网格处的散射点所对应的观测矩阵也转化为矢量形式；

步骤4，对于多发射多接收系统中的每一对发射/接收机对，确定每一对所述发射/接收机所对应的回波模型，按照所述步骤2和所述步骤3的方式对每一对所述发射/接收机所对应的回波模型进行离散化和矢量化，然后通过将不同发射/接收机对中相邻观测子孔径进行融合扩张成虚拟大孔径，得到最终融合后的总的回波数据模型；

步骤5，根据层析原理和所述融合后的总的回波数据模型，得到稀疏重构模型，对所述稀疏重构模型采用压缩感知SLIM算法进行重构求解，从而得到动目标探测成像结果；

所述步骤1具体包括如下步骤：

(1a)建立所述分布式多基雷达系统模型，所述分布式多基雷达系统模型的中心为目标探测区域，所述发射机和所述接收机分布在以所述目标探测区域为中心的圆周上，每个所述发射机和每个所述接收机到所述目标探测区域的中心的距离均相同；

选取所述分布式多基雷达系统模型中的一个双基单元，所述接收机接收的雷达回波信号相对于所述发射机发射的单频连续波信号的时延t_d，所述时延t_d表示为：

其中，R_T是目标到所述发射机的距离，R_R是目标到所述接收机的距离，c为光速；

在所述发射机和所述接收机均分布在地面且都固定的情况下，接收所述雷达回波信号的多普勒频率f_D表示为：

其中，v_TGT是目标的速度矢量，u_T是从目标指向所述发射机方向的单位矢量，u_R是从目标指向所述接收机方向的单位矢量，v是速度，λ是波长，f是信号载频；

(1b)确定所述发射机发射的单频连续波信号和所述接收机接收的雷达回波信号，所述单频连续波信号T表示为：

T_i(f)＝exp(j2πf·t)

其中，f是信号载频，t是相干处理间隔的时间向量；

所述雷达回波信号S表示为：

其中，i是第i部发射机，j是第j部接收机，ij是第i部发射机和第j部接收机组成的发射/接收机对，f是信号载频，t是相干处理间隔内的时间采样，σ是散射系数，f_D是多普勒频率，E是噪声。

2.根据权利要求1所述的基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：

将所述目标探测区域划分成K×L个均匀的网格，则所述目标探测区域的散射系数表示为一个散射系数矩阵，所述散射系数矩阵表示为：

Ξ＝[σ_k,l]K×L

其中，σ_k,l是位于(k,l)处的散射点的散射系数，k＝1,2,…,K，l＝1,2,…,L；

设定快时间的采样个数是N和慢时间的采样个数是M，则所述离散化后的雷达回波信号表示为一个N×M的矩阵，所述离散化后的雷达回波信号S表示为：

其中，是位于(k,l)处的散射点对应的观测矩阵，E是N×M的噪声矩阵。