[发明专利]一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法

说明书

本发明公开了一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法，包括：接收机接收一个距离门内存在阵元幅相误差的数据，通过一个待求的误差校正矩阵对回波数据进行校正处理；根据机载双基地MIMO雷达模型计算单个距离门内所有杂波散射点相对于发射机与接收机的俯仰角与方位角，利用角度信息计算所有杂波散射点的空时三维导向矢量，对导向矢量进行正交化处理后计算杂波子空间正交补空间的投影矩阵；利用投影矩阵的性质将投影矩阵与校正后的数据相乘，求最小二范数，并使用虚拟阵元的第一个阵元作为参考阵元构造约束条件，利用约束条件计算求得误差校正矩阵。与传统方法相比，本发明的方法计算精度更高，增大了在非均匀杂波环境下的稳定性。

技术领域

本发明属于雷达收发阵列幅相误差校正技术领域，具体涉及一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法。

背景技术

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)雷达分别在发射端和接收端配置多个阵元，所有的发射阵元同时发射相互正交的信号，接收阵元利用发射信号的正交性将发射信号进行区分，这样就形成了虚拟阵列，提高了参数估计的精确度。机载双基地雷达发射机与接收机分置的工作模式具备很多的优点，比如有针对性的对隐身目标、低空运动目标、干扰目标进行检测，接收机可以根据需求在战场上移动隐蔽侦查，增大了检测范围，发射机为无源雷达，大大提高了存活能力。机载双基地MIMO雷达将双基体制与MIMO体制联合起来，实现了优势互补，既具备双基地雷达在反隐身、隐蔽侦查等方面的优势，又实现了自由度的增加，在机载双基地MIMO体制下，通过对接收数据的处理可以同时获取目标相对于发射机与接收机的角度信息，对发射角度信息进行有效利用可以将接收空间-多普勒二维杂波谱变为发射空间-接收空间-多普勒三维杂波谱。

机载双基地MIMO体制下的雷达处于下视工作模式，使得地杂波的回波能量远远大于目标能量，如何实现对地杂波的有效抑制是目标检测的关键。当发射阵元与接收阵元存在幅相误差时，雷达的杂波抑制性能和目标检测性能将大幅度下降。一般传统的有源校正方法需要已知校正源的位置，而机载雷达处于运动状态，使得校正源的位置无法确定，从而无法实现对幅相误差的校正；幅相误差自校正算法可以同时对误差和目标角度进行估计，但是需要进行多次迭代求得最优解，迭代次数受到所选择的初值影响，且迭代过程中容易陷入局部最优解，因此机载双基地MIMO雷达无法使用传统的幅相误差自校正方法。

为了实现对机载双基地MIMO雷达幅相误差的校正，郑煜等人提出了基于杂波子空间特性的机载MIMO雷达幅相误差自校正算法，该算法利用杂波子空间与噪声子空间相互正交的特性求得幅相误差校正矩阵，实现对幅相误差的校正。但是该算法最后得到的校正矩阵需要使用杂波加噪声协方差矩阵与投影矩阵，而协方差矩阵与投影矩阵计算的精确度会影响最终的校正结果，杂波加噪声协方差矩阵是由训练样本估算得到的，而训练样本数量的大小与最终校正效果密切相关，当训练样本数较少时，校正精确度降低；对投影矩阵的计算同样需要使用回波数据，因此投影矩阵的计算的精确度也受到回波数据的影响。

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单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于单距离门的机载双基地MIMO雷达幅相误差校正方法，所述机载双基地MIMO雷达的发射机为包括M个阵元的均匀线阵，接收机为包括N个阵元的均匀线阵，检测范围分为L个距离门，其中，M、N和L为正整数，所述方法包括如下步骤：

步骤1，获取所述机载双基地MIMO雷达在可探测范围内待检测的一个距离门l的回波数据x_l，l为1到L之间的一个整数值，所述回波数据x_l中只包含杂波信息与噪声信息，并且所述回波数据x_l存在阵元的幅相误差；