一种雷达目标定位计算方法

技术领域

本发明涉及雷达定位技术领域,更具体的说是涉及—种雷达目标定位计算方法。

背景技术

MIMO雷达的全称为“多输入多输出达”(Multiple一InputMultiple一OutputRadar)，广义上MIMO雷达被定义为发射端和接收端有多个天线，且发射端发射多个不相关或部分相关信号波形的雷达。

传统MIMO雷达体制下均匀线阵存在大量的阵列冗余，阵列孔径效率非常低，通过设计最小冗余线阵的方式减少了物理阵元，即减少了所需天线数量，然而由于其阵列空间尺寸大小不发生变化，并不能提高天线阵列的空间利用率。同时，在最优布阵搜索中，往往采用穷举筛选，导致天线布局引入很大的计算量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有定位准确、操作方法简单、精准度高等特点的雷达目标定位计算方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

—种雷达目标定位计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)接收目标回波信号：利用无线天线接收多载频MISO雷达地面阵列发射的目标回波信号；

(2)信号的预处理：首先将目标回波信号与其发射基准信号进行解调频处理，得到非线性调频信号；然后用低通滤波器，对非线性调频信号进行通道分离，得到多个单频信号；对单频信号分别做距离压缩处理，在距离搜索范围内形成一个窄波束，将该窄波束的最大值点所对应的距离单元的信号作为目标信号；

(3)确定目标定位：求解雷达目标的角度维和距离维信息，从而完成对雷达目标的定位；具体的是分别在所述信号矩阵的第a个虚拟接收阵元和第l个虚拟接收阵元接收到的信号中取互模糊函数，并根据所述互模糊函数取期望值；然后根据所述互模糊函数和期望值组成模糊矩阵RAF，并对模糊矩阵RAF进行特征值分解，得到噪声子空间和信号子空间；再利用多信号分类算法MUSIC对所述噪声子空间和信号子空间进行二维谱峰搜索，得到雷达目标的角度和距离，从而完成对雷达目标的定位。

优选的，在上述一种雷达目标定位计算方法中，该方法还包括：确定目标粗测距离：确定目标回波信号的距离单元长度；用辅助雷达提供的目标距离先验知识对距离单元进行整除，得到的整数商，将该整数商作为目标距离单元，将该距离单元的中心位置作为目标的粗测距离。

优选的，在上述一种雷达目标定位计算方法中，该方法还包括：确定目标估计距离：确定精测距离和先验知识的约束条件；用精测距离减去先验知识，将两者的差值代入约束条件，判断两者的差值是否满足约束条件；若满足约束条件，则将该精测距离作为目标估计距离；若不满足约束条件，则执行步骤比较精测距离与先验知识的大小，当精测距离大于先验知识时，用精测距离减去一个距离单元长度，得到两者的差值，将该差值作为目标估计距离；当精测距离小于先验知识时，用精测距离加上一个距离单元长度，得到两者的和值，将该和值作为目标估计距离。

优选的，在上述一种雷达目标定位计算方法中，该方法还包括：目标定位：将目标方位角和目标距离作为目标的估计位置，对目标进行定位。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明采用该目标定位方法可对远场目标定位性能有较大改善，解决了MIMO频控阵在较低信噪比情况下下无法对目标信息准确估计的问题。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种具有定位准确、操作方法简单、精准度高等特点的雷达目标定位计算方法。

请参阅本发明公开的一种雷达目标定位计算方法，具体包括以下步骤：

(1)接收目标回波信号：利用无线天线接收多载频MISO雷达地面阵列发射的目标回波信号；

(2)信号的预处理：首先将目标回波信号与其发射基准信号进行解调频处理，得到非线性调频信号；然后用低通滤波器，对非线性调频信号进行通道分离，得到多个单频信号；对单频信号分别做距离压缩处理，在距离搜索范围内形成一个窄波束，将该窄波束的最大值点所对应的距离单元的信号作为目标信号；

(3)确定目标定位：求解雷达目标的角度维和距离维信息，从而完成对雷达目标的定位；具体的是分别在所述信号矩阵的第a个虚拟接收阵元和第l个虚拟接收阵元接收到的信号中取互模糊函数，并根据所述互模糊函数取期望值；然后根据所述互模糊函数和期望值组成模糊矩阵RAF，并对模糊矩阵RAF进行特征值分解，得到噪声子空间和信号子空间；再利用多信号分类算法MUSIC对所述噪声子空间和信号子空间进行二维谱峰搜索，得到雷达目标的角度和距离，从而完成对雷达目标的定位。

为了进一步优化上述技术方案，该方法还包括：确定目标粗测距离：确定目标回波信号的距离单元长度；用辅助雷达提供的目标距离先验知识对距离单元进行整除，得到的整数商，将该整数商作为目标距离单元，将该距离单元的中心位置作为目标的粗测距离。

为了进一步优化上述技术方案，该方法还包括：确定目标估计距离：确定精测距离和先验知识的约束条件；用精测距离减去先验知识，将两者的差值代入约束条件，判断两者的差值是否满足约束条件；若满足约束条件，则将该精测距离作为目标估计距离；若不满足约束条件，则执行步骤比较精测距离与先验知识的大小，当精测距离大于先验知识时，用精测距离减去一个距离单元长度，得到两者的差值，将该差值作为目标估计距离；当精测距离小于先验知识时，用精测距离加上一个距离单元长度，得到两者的和值，将该和值作为目标估计距离。

为了进一步优化上述技术方案，该方法还包括：目标定位：将目标方位角和目标距离作为目标的估计位置，对目标进行定位。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。