一种基于有序统计的MIMO雷达CFAR检测器

针对多输入多输出(MIMO)雷达的体制特点,提出了一种基于有序统计的MIMO雷达CFAR检测器(LCIOSOS-CFAR),给出了虚警概率与检测概率的表达式;然后在各种杂波背景下对检测器性能进行了仿真分析,并与经典的CA-CFAR检测器进行比较.仿真结果表明,LCIOSOS-CFAR检测器在均匀杂波背景下较CA-CFAR有较小损失,在多目标干扰环境下较CA-CFAR性能改善明显,在杂波边缘背景下虚警峰值小于CA-CFAR,实际应用中具有较强的鲁棒性.文中还分析了序值选取对LCIOSOS-CFAR检测性能的影响.     

一种简便的MIMO阵列雷达CFAR检测器

本文提出了一种适用于MIMO阵列雷达的简便的CFAR检测器,它利用了MIMO阵列雷达观测空间维数高的特点,通过直接滤除杂波干扰子空间的方式抑制杂波和干扰。该检测器的简便性在于杂波子空间可以离线估计与存储,而干扰子空间的估计也只需在低维空间上进行,而其原因是在估计杂波和干扰子空间时没有利用距离参考单元观测样本,而是利用了已知的系统参数、杂波子空间结构以及干扰协方差矩阵的模块对角性质。仿真结果表明,在杂波的理想模型条件下,选择适当的估计方法可以获得较高的杂波子空间估计精度,由此得到的CFAR检测器的性能也非常接近于已知杂波干扰子空间条件下的检测性能。      

MIMO雷达与相控阵雷达的多脉冲检测性能比较

MIMO雷达是近几年发展起来的一种新体制雷达,由于同时采用了空间分集与信号分集技术,它表现出了许多不同于传统雷达的特性。该文着重研究了MIMO雷达与传统相控阵雷达多脉冲条件下的检测性能,建立了两种体制雷达多脉冲条件下的目标检测模型,理论给出了两种体制雷达对时间上服从快、慢起伏目标的检测门限和检测概率表达式,同时通过对两种目标模型下MIMO雷达和相控阵雷达的多脉冲理论检测性能的对比分析。     

一种新兴的雷达体制——MIMO雷达

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达作为一种新型雷达体制在21世纪初正式提出后,引起了国内外众多学者和研究机构的浓厚兴趣.本文从现有的研究成果出发,首先对MIMO雷达基本理论进行了概要性总结;而后从MIMO雷达系统结构、信号设计、目标检测、参数估计以及高分辨性能五方面探究其潜能本质,同时指出MIMO雷达走向实用化所面临的制约因素;最后在综合分析的基础上展望了MIMO雷达的发展趋势.     

MIMO雷达中单元平均恒虚警检测性能分析

针对高斯杂波背景,导出了MIMO雷达中CA-CFAR的虚警概率与检测概率的解析表达式,分析了CA-CFAR检测器在均匀杂波、多目标干扰及杂波边缘三种典型杂波背景中的检测性能。结果表明,CA-CFAR检测器在均匀杂波中性能较好,但在多目标干扰环境中性能严重下降。     

长基线统计MIMO雷达检测性能研究

为了充分利用统计多输入多输出(MIMO)雷达的空间分集能力,研究了长基线(天线间距与目标探测距离可比拟)统计MIMO雷达的检测方法和性能。首先,根据雷达方程给出了长基线统计MIMO雷达探测目标时各信道的信号模型;然后,根据Neyman-Pearson准则推导了长基线统计MIMO雷达的似然比检测器;最后,从检测概率和威力覆盖两个方面对长基线统计MIMO雷达的检测性能进行了仿真分析。仿真结果表明:在一定条件下长基线统计MIMO雷达的检测性能优于短基线(天线间距与目标探测距离相比可忽略不计)统计MIMO雷达。研究结果对统计MIMO雷达的系统设计、天线布置和实际应用等研究具有重要的参考价值。     

基于MIMO噪声雷达的高速运动目标检测

针对传统体制雷达对高速运动目标不能进行长时间有效相参积累检测问题,该文提出了一种基于MIMO噪声雷达的高速运动目标检测方法。该方法利用MIMO噪声雷达在短时间内输出的多路回波数据进行相参并行处理来取代回波数据的长时间相参积累检测,以避免距离走动,径向速度变化以及反射截面积(RCS)快起伏等非平稳因素对目标检测的影响,有效实现了多个高速运动目标的无模糊检测。仿真结果验证了MIMO噪声雷达在高速运动目标检测方面的优越性。     

MIMO雷达迭代鲁棒Capon波束形成算法

针对现有的MIMO雷达波束形成算法在联合导向矢量失配较大时,输出信噪比性能严重下降的问题,提出了一种用于MIMO雷达的迭代鲁棒Capon波束形成算法。首先,结合MIMO雷达收发两端的结构特点,对失配误差模型进行了理论分析,从而指出大不确定集算法的局限性。然后提出利用小不确定集可以解决误差失配较大的情形,依据迭代思想对导向矢量期望值估计进行求解,由满足的迭代条件确保联合导向矢量更准确。仿真结果表明,该算法对联合导向矢量失配误差具有鲁棒性,输出信噪比性能最优。     

目标特性对MIMO雷达检测性能影响研究

本文将更通用的Rician目标模型引入MIMO雷达,并根据检验统计量的特点将目标分成三类。分析和仿真结果表明,MIMO雷达对较小k值时的Rician目标,球形目标和Rayleigh目标的检测性能比较接近,对较大k值的Rician目标检测性能优于Rayleigh目标和球形目标,而且k值越大检测性能越好。仿真结果为MIMO雷达的系统设计提供了一定的理论基础。     

MIMO雷达双门限恒虚警检测

由于MIMO雷达的多通道特性,使得MIMO雷达各接收天线之间需要进行大量的数据传输。在MIMO雷达中应用双门限检测可以使数据传输量大大降低。本文在单元平均恒虚警检测器的基础上,提出了一种MIMO雷达双门限恒虚警检测器,设计了MIMO雷达双门限恒虚警检测器的结构,将其检测性能和单门限恒虚警检测器进行了对比,分析了MIMO雷达双门限检测器在多目标环境下的检测性能。仿真结果表明在MIMO雷达中应用双门限检测具有结构简单,数据传输量低等特点,在单目标和多目标环境中,双门限恒虚警检测器的检测性能均优于单门限恒虚警检测器。      

一种基于有序统计的鲁棒CFAR检测器

本文提出了一种基于有序统计(OS)的VI-CFAR检测器(OSVI-CFAR).在均匀杂波背景下OSVI-CFAR较基于均值水平(ML)的VI-CFAR检测器(MLVI-CFAR)有较小的CFAR损失,在杂波边缘背景下二者的虚警控制能力基本一致,但在多个干扰目标位置随机分布的背景下检测性能较MLVI-CFAR取得了较大改善,在实际杂波环境中具有更强的鲁棒性.最后给出了OSVI-CFAR检测器的一些重要特性.     

稳健的高效MIMO检测器

无偏最小均方误差迭代树搜索(MMSE-ITS)检测器是目前性能最好的多输入多输出(MIMO)检测器之一。该文通过选择性地扩展部分长度路径和添加一位互补矢量,对无偏MMSE-ITS检测器作了改进。仿真和分析结果表明,和无偏MMSE-ITS检测算法相比,改进算法能以相对较低的处理复杂度获得更好的检测性能。另外,改进的检测器彻底避免了削剪处理,对MIMO信道状况具有较好的适应性,稳健性较强。     

基于GIS信息的CFAR检测器

在雷达信号检测过程中,为了实现恒虚警处理,必须采用动态门限。恒虚警检测器的门限设置通常是利用待检测单元附近的距离单元杂波数据进行计算得到的。然而,杂波环境的非均匀性导致了杂波功率随着距离变化剧烈,常规的恒虚警检测器性能会显著下降。文中给出了基于地理信息系统的恒虚警检测算法,利用对杂波环境的了解程度,可以显著提高CFAR检测器的性能。利用IPIX雷达实测数据,验证了该算法性能优于常规的其他CFAR处理器。     

基于通道选择技术的统计MIMO雷达CFAR检测器

研究了基于通道选择技术的统计多输入多输出(MIMO)雷达恒虚警(CFAR)检测问题,提出了基于顺序统计量(Or-der Statistic,OS)的通道选择技术及其两种CFAR检测方法。第一种是在事先估计或先验已知有效通道数量me的前提下,非相参积累me个最大的局部检测统计量形成最终的检测统计量,即OS-GLRT检测器。第二种则是采用或规则,对各种有效通道数量假设条件下得出的OS-GLRT检测器的判决结果进行融合,从而克服了OS-GLRT检测器对有效通道数量估计值比较敏感的问题。所得到的MOS-GLRT检测算法无需估计有效通道数量,且在各种输出信噪比分布模型下都具有良好的检测性能。     

基于不确定集的稳健MIMO雷达波形设计算法

针对雷达目标回波信号存在不确定性导致MIMO雷达波形优化设计性能下降问题,该文提出一种扁平椭球不确定集约束下的稳健自适应发射-接收波形联合优化设计方法。首先将目标脉冲响应的误差推广到更为一般的扁平椭球不确定集约束条件,并利用Lagrange乘子法对优化过程进行推导,得出扁平椭球不确定集约束下的闭式表达式。其次为了提高目标脉冲响应不确定集范围较大时的优化性能,采用了迭代鲁棒最小方差法进行求解(IRMVB),求得更为精确的目标脉冲响应,提高了SINR改善性能。然后进一步分析了基于扁平椭球不确定集约束条件与球体约束条件优化问题的内在联系,推导得出该文求解过程为广义对角加载方法。最后通过仿真实验表明所提算法对于目标回波信号不确定性具有更高的稳健性。     

一种简单的相干雷达极化恒虚警检测算法

该文提出了高斯杂波背景下一种结构简单的相干雷达极化恒虚警检测算法。利用雷达回波的极化信息来提高检测性能,推导出了虚警概率表达式。研究结果表明,该相干雷达极化恒虚警检测算法相对于杂波协方差矩阵有恒虚警的性质。该检测算法比极化广义似然比检测算法计算量小,易于工程实现,适合于强信杂比和目标信号导向矢量未知的情况。同时仿真分析了不同极化状态时的检测性能。     

双门限检测在宽带雷达恒虚警率检测中的应用

从用于低分辨雷达的双门限恒虚警率检测法和宽带雷达的高分辨一维距离像的特点出发,推导了双门限检测法在宽带雷达检测中的新应用。这种方法是基于一个小角域内连续的多幅距离像,它克服了对单幅距离像进行双门限检测的缺点,并且有效地利用了多幅距离像的信息。通过试验仿真验证了该方法具有较好的检测性能,而且对于不同角域的目标检测具有较好的稳健性。     

MIMO雷达次优检测器

在理想条件下,MIMO雷达分集路径完全独立;而在实际工程中,空间分集路径总是不完全独立,即存在一定的相关性。文章研究了相关路径下Fishler检测器的检测性能及该条件下系统的最优检测性能,分析了Fishler检测器和最优检测器的信号处理方式的本质区别。理论分析和数值仿真证明Fishler检测器可作为空间分集MIMO雷达系统工程实用的次优检测器。