基于时间反转的MIMO雷达多目标DOA估计*
2018-03-06刘梦波胡国平韩浩鹏
刘梦波,胡国平,周 豪,韩浩鹏
(空军工程大学防空反导学院,西安 710051)
0 引言
自 MIMO(Multi-Input Multi-Output)雷达产生以来,因其在目标检测、测向精度、覆盖范围、抗干扰能力、抗反辐射导弹能力、反隐身[1-2]等方面独特的性能优势,受到了广泛关注并取得了巨大的进展。MIMO雷达的波达方向估计通过发射相互正交的波形,在接收端利用发射信号对接收信号进行匹配滤波,从而得到拓展的虚拟矩阵,有助于提高雷达系统的估计精度和角度分辨率。文献[3]介绍了几种MIMO雷达的DOA(direction of arrival)估计算法。
时间反转(Time Reversal,TR)又称时间反演,最早来源于对光学的相位共轭法的研究。在复杂多散射环境下,TR技术[4-7]是根据静态媒质中波动方程的时间对称性和空间互易性,利用多径分量进行相干叠加,对其他杂波信号进行非相干叠加,从而获得良好的空-时聚集性能。目前,时间反转技术应用较多的领域为MIMO通信系统。
近年来,越来越多的国外学者将TR技术和雷达探测相结合,其中文献[8-11]将TR技术应用到雷达中,显示其独特的性能优势。文献[9]首次将TR MIMO雷达体制扩展到目标定位,推导出克拉美-罗界的表达式,通过仿真证明了TR MIMO雷达在强杂波环境下有更高的DOA估计精度。
相比于传统的MIMO雷达[12-13],TR MIMO雷达应用传输波形到多径的环境中,产生一种相对简单的自适应编码方法[14],从而改善信道的信噪比(SNR)、提高DOA估计的速率。因此,可以改善克拉美-罗界,提高DOA估计的性能[15]。但是国内对于TR技术应用于MIMO雷达DOA估计的研究相对较少[16-17]。
文献[4]将 TR技术应用于 UWB(Ultra Wideband)-MIMO雷达进行DOA和DOD估计,通过时域表达式,利用MUSIC算法进行估计,提高了在低信噪比条件下的估计精度。……
