突出重点目标跟踪的分布式MIMO雷达阵元选取

蒋春启, 郑娜娥, 左 宗, 王 盛, 陈 翔

(1. 战略支援部队信息工程大学数据与目标工程学院, 河南 郑州 450001;2. 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室, 河南 洛阳 471003)

0 引 言

多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)雷达的概念最早提出于2003年[1],主要分为分布式MIMO雷达[2]和集中式MIMO雷达[1]两种。其所具有的分集增益,能够有效抑制干扰、提高分辨率、克服目标的雷达散射截面(radar cross section, RCS)闪烁问题,因此得到了诸多学者和科研机构的广泛关注,研究方向主要集中在波形设计[3-4],检测性能分析及检测器研究[5-8],参数估计[9-11],阵元、目标检测或跟踪[12]、功率和带宽等系统资源的分配[13-21]等。

MIMO雷达系统性能优势离不开阵元、功率、波形、频率等系统资源的合理配置。系统资源的合理优化分配可以有效提高MIMO雷达的系统性能。本文针对系统资源更为丰富的分布式MIMO雷达系统的阵元选取问题展开研究。

通过优化配置,可以用更少的系统资源达到同样的系统性能,降低系统计算复杂度,提升系统综合效能,因此具有重要的研究价值。在这方面已有诸多的研究成果,文献[15]采用启发式算法将阵元选取建模为背包问题(knapsack problem, KP),降低了计算复杂度。文献[16]采用了阵元聚类分组的方法,每个目标只由对应的阵元子集跟踪,分别提出了在复杂度上更有优势的贪婪多起点搜索(greedy multi-start local search, GMLS)算法和在跟踪精度上更有优势的公平多起点搜索(fair multi-start local search, FMLS)算法。文献[17]选取最少阵元的同时尽量降低系统的代价损耗。以GMLS算法为基础,文献[18-19]以GMLS算法和FMLS算法为参考并进行改进,提出了同时兼顾系统性能和计算复杂度的改进GMLS(modified GMLS, MGMLS)算法。……