双基地MIMO雷达多目标高精度跟踪算法

张正言, 张剑云

(国防科技大学电子对抗学院, 安徽 合肥 230037)

0 引 言

阵列雷达通过综合利用空间和时间信息处理技术提高了估计性能,多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达进一步发展了这种技术,取得了更大的优势,属于新的雷达体制[1]。与传统的相控阵雷达不同之处在于MIMO雷达各个发射天线的信号是正交的,而相控阵雷达则是相关的,因此MIMO雷达拥有空间分集,波形分集等优势,等效于拥有更多的阵元,能够探测更多的目标[2-5]。MIMO雷达按照阵元之间的距离可以分为统计MIMO雷达与相干MIMO雷达,相干MIMO雷达无需实现时间同步,因此工程上比统计MIMO雷达更容易实现,引起了众多学者的关注。相干MIMO雷达根据收发基地是否分置划分为单基地MIMO雷达和双基地MIMO雷达,其中双基地MIMO雷达具有双基雷达与MIMO雷达的优点,作为本文研究的对象。现有的MIMO雷达方面的文献大部分都是定位方面的[6-9],而跟踪方面的研究处于起始阶段,且多数跟踪算法性能较差,特别是低信噪比时算法性能急剧下降甚至失效。

文献[10]将旋转不变子空间(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)算法应用到双基地MIMO雷达目标参数估计中,复杂度较低,但是由于没有充分利用接收信息,估计性能有所下降,且需要额外的收发角度配对算法。文献[11]介绍了多目标分类(multiple signal classification, MUSIC)算法在双基地MIMO雷达中的应用,该算法属于空间谱超分辨算法范畴,角度估计精度较高,收发角度自动配对,不需要额外配对算法。但是付出的代价是需要波峰搜索,算法的计算量较高。

目前关于目标定位的算法大都是基于子空间类的,需要进行协方差矩阵的估计与分解,计算量较大,不能直接用于解决目标跟踪问题。……