統計mimo雷達目標檢測仿真方法

2023-05-19 20:52:26

專利名稱：統計mimo雷達目標檢測仿真方法
統計MIMO雷達目標檢測仿真方法技術領域
本發明屬於統計MIMO雷達目標檢測領域，涉及到統計MIMO雷達目標檢測領域仿 真方法，適合於任意信道環境下的統計MIMO雷達系統目標檢測。
背景技術：
受MIMO通信理論及綜合脈衝孔徑(SIAR)雷達概念的啟發，以及雷達對新理論和 新技術的需求，貝爾實驗室提出收發全分集的MIMO雷達，也被稱為統計MIMO (S 一 ΜΙΜΟ)雷 達，這種雷達藉助了通信中空間分集的思想，通過增大各陣元間距來使各接收信號完全獨 立，以便獲得空間分集增益，這與相控陣雷達所要求的各陣元接收信號相干是完全不同的。 收發全分集MIMO雷達中要求發射天線間距、接收天線間距足夠大，以使每個發射天線一接 收天線對從不同的角度觀測目標，目標截面積(RCQ在不同的發射天線一接收天線對上的 起伏變化獨立。綜合整個MIMO雷達系統的效果，目標截面積的起伏變化較小，以此來克服 RCS起伏對目標檢測造成的影響，提高雷達在低信噪比時的檢測性能。因此統計MIMO雷達 可以提高目標檢測性能和目標角度估計性能，提高移動目標檢測能力和增加同時處理目標 的數量。
在真實的信道環境中，由於各種幹擾存在以及複雜的電磁環境下，可能出現信道 部分相關的情況。本文就是針對真實信道中可能存在的情況，提出了符合實際信道環境下 的統計MIMO雷達目標檢測方法。
目前國內外很多MIMO雷達實驗室在進行MIMO雷達系統目標檢測和參數估計研究 過程中提出了很多有效的算法，對於收發全分集MIMO雷達的研究主要集中於新澤西技術 研究所、Lehigh大學、德拉瓦大學、貝爾實驗室等機構。新澤西技術研究所的Fishier等人 分析了 MIMO雷達角度估計均方差的Crame- Rao限，並研究了角度分集增益對檢測概率的 改善情況。發明內容
本發明目的是針對信道完全分集情況和信道不完全分集情況的任意信道環境情 況，提出一種統計MIMO雷達目標檢測仿真方法。
本發明為實現上述目的，採用如下技術方案本發明統計MIMO雷達目標檢測仿真方法，包括信道完全分集和信道不完全分集，其中 完全分集信道情況下的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法如下根據似然函數求得檢測統計量，按照完全分集條件重寫檢測統計量，得到檢測概率和 錯誤概率表達式；同時根據矩母函數求得錯誤概率和檢測概率的近似表達式，得到近似檢 測性能ROC曲線；不完全分集信道情況下的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法如下 首先利用矩陣求逆引理得到檢測統計量，分析了特徵值和特徵函數，求得檢測概率和 錯誤概率表達式。
優選地，所述完全分集信道情況下重寫檢測統計量的方法如下
權利要求
1.一種統計MIMO雷達目標檢測仿真方法，其特徵在於包括信道完全分集和信道不完 全分集，其中完全分集信道情況下的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法如下根據似然函數求得檢測統計量，按照完全分集條件重寫檢測統計量，得到檢測概率和 錯誤概率表達式；同時根據矩母函數求得錯誤概率和檢測概率的近似表達式，得到近似檢 測性能ROC曲線；不完全分集信道情況下的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法如下 首先利用矩陣求逆引理得到檢測統計量，分析了特徵值和特徵函數，求得檢測概率和 錯誤概率表達式。
2.根據權利要求1所述的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法，其特徵在於所述完全分 集信道情況下重寫檢測統計量的方法如下
3.根據權利要求2所述的信道完全分集情況下的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法，其 特徵在於將(1)式代入Rm 丨，並經過計算簡化，可得其中，/(〗表示目標存在或目標不存在時χ的概率密度函數、A1表示目標存在，雙》表示目標不存在，『表示自由度為2AW的卡方分布函數。
4.根據權利要求2所述的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法，其特徵在於所述完全分集 信道情況下利用矩母函數求得錯誤概率和檢測概率的近似表達式的方法如下
5.根據權利要求1所述的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法，其特徵在於所述不完全 分集信道情況下，在目標模型基礎上，根據矩陣求逆引理，得到目標檢測統計量
6.根據權利要求1所述的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法，其特徵在於所述不完全 分集信道情況下，根據通道矩陣矢量《均為復高斯過程，其實部和虛部隨機矢量是獨立的 而且實部、虛部各自的協方差相等， 求得
7.根據權利要求1所述的統計MIMO雷達目標檢測仿真方法，其特徵在於所述不完全 分集信道情況下，根據特徵值和特徵函數求得檢測概率和錯誤概率表達式
全文摘要
本發明公布了一種統計MIMO雷達目標檢測仿真方法，在完全分集情況下，根據矩母函數求得錯誤概率和檢測概率的近似表達式，得到近似檢測性能ROC曲線，在不完全分集即信道部分相關情況下根據目標檢測的充分統計量，利用特徵值和特徵函數推導出檢測性能ROC曲線。以上兩種情況符合真實信道中可能存在的情況，可以模擬真實任意信道環境情況，用於統計MIMO雷達目標檢測。
文檔編號G01S13/02GK102043143SQ20101053790
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者劉偉偉, 曹寧, 汪飛, 胡居榮, 鹿浩 申請人:河海大學