高速运动双基雷达在军事和民用方面具有广阔的应用前景,但它在下视工作时会面临杂波谱非平稳问题、杂波满秩问题以及杂波和目标的"跨波束、跨多普勒单元和跨距离单元"问题,从而使杂波抑制和目标检测性能急剧恶化。通过采用多发多收(MIMO)技术,高速运动双基雷达杂波谱即使在存在距离走动和速度走动的情况下依然落在三维空间的一个斜平面内,而且杂波呈现低秩特性,这些特性非常有利于杂波抑制。另外,采用MIMO技术还可以解决目标和杂波跨波束问题。因此,开展相关研究具有重要的理论意义和应用价值。本申请项目研究将围绕高速运动双基MIMO雷达动目标检测在信号处理方面的关键问题,开展高速运动双基MIMO雷达的波形设计方法研究、存在距离和速度走动的三维杂波抑制及其降维方法研究、与杂波抑制兼容的目标相干积累方法研究、高速运动双基MIMO雷达的目标参数估计方法研究,为实现高速运动双基MIMO雷达动目标检测奠定理论和算法基础。
Moving bistatic radar;non-stationary clutter;MIMO radar;clutter correlation;clutter suppression
高速运动双基MIMO雷达在军事和民用方面具有广阔的应用前景,开展相关研究具有重要的理论意义和应用价值。项目规定的高速运动双基MIMO雷达的波形设计方法研究、存在距离和速度走动的三维杂波抑制及其降维方法研究、与杂波抑制兼容的目标相干积累方法研究、高速运动双基MIMO雷达的目标参数估计方法研究共四项研究内容已经完成。获得的成果主要包括1)针对双基理想正交MIMO雷达的杂波特性和杂波抑制方法进行研究,获得了收发天线都为正侧阵时其杂波谱会变得简单这个重要特性,并由此提出了基于空时插值的杂波抑制处理方法;2)针对正交MIMO波形的杂波去相关问题,获得了基于交替发射的时分波形设计方法和多普勒分波形设计,它能保证杂波相关性,同时可以采用简单的自适应处理方法来抑制杂波;3)针对多普勒分波形存在严重盲速问题,获得了基于参差多普勒偏移量设计的DDMA波形设计方法,通过最小化重叠杂波区思想,可以获得无多余盲速的最优参差多普勒频率偏移,大大缓解了多盲速问题;4)针对目标距离走动问题,获得了基于多普勒模糊搜索的DFT插值Keystone变换方法,它能以较少的计算量实现多目标的同时距离走动校正,避免了单纯速度搜索带来的高计算量问题;5)针对目标和杂波同时距离走动问题,获得了杂波抑制和目标积累同时实现的距离频率域空时自适应处理方法,它能够保证目标积累的同时尽可能地抑制杂波,提高高速平台下视工作时的目标检测性能。6)针对运动双基雷达会受到杂波的影响使传统多维单脉冲方法产生明显的角度估计偏差问题,获得了在线计算多维单脉冲响应曲线的多维自适应单脉冲方法,它能够实现目标角度和速度的联合估计,同时具有很少的计算量,有助于工程实现。在项目的资助下,课题组在国内外学术期刊和会议上发表论文十八篇,在IEEE Transaction on Aerospace and Electronic Systems上发表学术论文三篇,IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters上发表论文一篇,在Signal Processing上发表论文三篇,在IET Radar Sonar and Navigation上发表论文两篇,在Electronic Letters上发表论文两篇,在电子与信息学报上发表论文两篇,在西安电子科技大学学报上发表论文一篇,在系统工程与电子技术上发表论文四篇。