[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

说明书

本发明公开了一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法，包括：建立分布式多基雷达系统模型；对目标探测区域以及回波模型进行离散化，将离散化后的回波信号转化为矢量形式，将观测矩阵也转化为矢量形式；确定每一对发射/接收机对的回波模型，并进行离散化和矢量化；然后将不同发射/接收机对的回波数据进行信号级的融合；根据层析原理和融合后的总的回波数据，得到稀疏重构模型，对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。本发明技术方案通过将动目标层析成像模型和分布式MIMO雷达动目标探测系统相结合，并使用适当的稀疏融合信号处理方法，达到了降低阵元数目与计算复杂度的目的。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法。

背景技术

多输入多输出雷达，即MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达，是一种区别于传统相控阵雷达体制的新体制雷达，其中MIMO雷达中的分布式MIMO雷达的各个阵元之间的距离间隔较远，满足空间分集条件，能够获得目标的空间分集增益。从理论及模型方面来说，分布式MIMO雷达的发射信号的带宽越大、雷达的阵元数目越多，其对目标的探测精度以及分辨率也就越高，然而在实际应用中分布式MIMO雷达会遇到许多问题。

首先，分布式MIMO雷达属于多传感器系统，所包含的阵元数目越多，传输量也就越大，因而处理过程中的计算复杂度也就越高。另外，发射宽带信号有其自身的缺点，在实际应用中，很多情况下无法满足阵元数目和信号带宽的理想条件，这种情况主要有两个方面的原因，一方面是在地理空间上可供雷达布阵所使用的土地资源正在逐渐减少，环境的限制不允许雷达系统大范围或高密度地进行布阵，另一方面是因为日益紧张的频谱资源也是雷达系统目前所面临的关键问题，在某些特殊情况下，可用于商业用途和军事用途的电磁频谱资源只有离散的超窄带频率。而层析成像信号处理方法可以提供一个有效的途径来处理这些不同频率的超窄带雷达数据。

虽然现有的雷达动目标层析成像(Tomography of Moving Targets,TMT)模型及方法，可以在发射超窄带信号的条件下实现高精度探测及高分辨率，但是这种方式存在着需求阵元数目较多及信号处理过程计算复杂度较高的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于层析原理的分布式MIMO雷达动目标探测方法，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。

在本发明的一个实施例中，所述步骤1具体包括如下步骤：