一種基于單頻網(wǎng)的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)及其信號(hào)處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于單頻網(wǎng)的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)及其信號(hào)處理方法。系統(tǒng)所利用的多個(gè)照射源同時(shí)同頻發(fā)射相同信號(hào)，即工作于單頻網(wǎng)體制；多個(gè)發(fā)射站與一個(gè)或多個(gè)接收站組成MISO（多發(fā)一收）或MIMO（多發(fā)多收）探測(cè)系統(tǒng)，MIMO系統(tǒng)設(shè)置有融合中心，其與各接收站間通過(guò)通信鏈路進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸，并對(duì)各接收站處理結(jié)果進(jìn)行融合，整個(gè)系統(tǒng)工作于同一頻率，各發(fā)射站形式相同，各接收站形式相同；所述信號(hào)處理方法采用一站式空域處理和單頻網(wǎng)解模糊方法。本發(fā)明在不干擾廣播的情況下利用了現(xiàn)有廣播單頻網(wǎng)，克服了單頻網(wǎng)所帶來(lái)的嚴(yán)重雜波和單頻網(wǎng)模糊問(wèn)題，使單頻網(wǎng)探測(cè)在頻率功率節(jié)約、硬件節(jié)約、探測(cè)穩(wěn)定性和跟蹤連續(xù)性方面的優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于單頻網(wǎng)的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)及其信號(hào)處理方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及外輻射源雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用單頻網(wǎng)數(shù)字廣播電視照射源探測(cè)目標(biāo)的系統(tǒng)和方法，具體為一種基于單頻網(wǎng)的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)及其信號(hào)處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]外輻射源雷達(dá)(又稱(chēng)無(wú)源雷達(dá))是一種既古老又新興的雷達(dá)體制，其核心特點(diǎn)是無(wú)需自配發(fā)射源，而是利用第三方發(fā)射的電磁信號(hào)探測(cè)目標(biāo)，故具有低成本、隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)、電磁兼容性好等諸多優(yōu)勢(shì)。早在1935年，英國(guó)Arnod Wilkins進(jìn)行的Davertry試驗(yàn)正是利用第三方輻射信號(hào)(BBC短波無(wú)線電廣播信號(hào))探測(cè)到了附近飛行的轟炸機(jī)，但由于諸多方面的原因，外輻射源雷達(dá)的發(fā)展歷經(jīng)了數(shù)次起伏。伴隨著數(shù)字化水平的提高以及人們對(duì)外輻射雷達(dá)優(yōu)越性認(rèn)識(shí)的加深，上世紀(jì)90年代以來(lái)外輻射源雷達(dá)體制的優(yōu)勢(shì)和可行性逐步得到多所高校和科研機(jī)構(gòu)的驗(yàn)證，外輻射源雷達(dá)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新階段。在萬(wàn)顯榮的論文(基于低頻段數(shù)字廣播電視信號(hào)的外輻射源雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，雷達(dá)學(xué)報(bào)，2012，Vol.1，N0.2，pp.1-15)中對(duì)外輻射源雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)有詳細(xì)闡述。
[0003]目前較為成熟的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)主要是基于單發(fā)單收的雙基地幾何架構(gòu)，接收站同時(shí)收集照射源的直達(dá)波信號(hào)(稱(chēng)參考信號(hào))和目標(biāo)散射信號(hào)(稱(chēng)監(jiān)測(cè)信號(hào))，兩者匹配處理實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)，然后通過(guò)跟蹤獲取目標(biāo)狀態(tài)信息。但雙基地架構(gòu)存在著分辨率強(qiáng)烈依賴(lài)于幾何位置以及目標(biāo)散射截面受目標(biāo)姿態(tài)影響大等問(wèn)題，從而導(dǎo)致該幾何架構(gòu)在探測(cè)穩(wěn)定性和跟蹤連續(xù)性上表現(xiàn)出不足。為提高目標(biāo)檢測(cè)概率和探測(cè)穩(wěn)定性，一個(gè)新的研究方向是考慮采用多發(fā)多收(或多發(fā)射接收對(duì))的分布式探測(cè)體制。
[0004]非合作輻射源信號(hào)的選擇是外輻射源雷達(dá)研究最為基礎(chǔ)的問(wèn)題，外部輻射源的特性決定了該型雷達(dá)的體系構(gòu)架、處理方案及探測(cè)性能。無(wú)線電頻率是重要的戰(zhàn)略資源，隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的快速發(fā)展，無(wú)線電頻率資源的供需矛盾日益突出。單頻網(wǎng)技術(shù)(Single Frequency Network,縮寫(xiě)SFN)即在預(yù)期覆蓋區(qū)域內(nèi)布置多個(gè)小功率發(fā)射臺(tái)，同時(shí)以同一頻率播出相同的節(jié)目，徹底改變了傳統(tǒng)廣播網(wǎng)絡(luò)通過(guò)一部大功率發(fā)射機(jī)以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離覆蓋的思想，從而實(shí)現(xiàn)了頻率和功率的節(jié)約，中國(guó)CMMB/DTMB/⑶R、歐洲D(zhuǎn)AB/DVB-T、日本ISDB-T等數(shù)字廣播電視標(biāo)準(zhǔn)均采用了該項(xiàng)新技術(shù)。此外，它還結(jié)合先進(jìn)的信道傳輸(如0FDM)和信道糾錯(cuò)編碼(如LDPC)等技術(shù)大大提高了廣播系統(tǒng)的傳輸效率和可靠性。需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，與單頻網(wǎng)相對(duì)的概念就是傳統(tǒng)的多頻網(wǎng)，早期的廣播電視均采用模擬照射源，各發(fā)射站通過(guò)頻率區(qū)分而避免互擾，故稱(chēng)之為多頻網(wǎng)覆蓋體制。多頻網(wǎng)中，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)一定區(qū)域的有效覆蓋，頻率和功率資源是一對(duì)矛盾體，而單頻網(wǎng)技術(shù)則有效調(diào)和了這一對(duì)矛盾。
[0005]經(jīng)調(diào)研探索發(fā)現(xiàn)，單頻網(wǎng)技術(shù)在用于廣播通信的同時(shí)亦可為雷達(dá)探測(cè)服務(wù)。利用已有的發(fā)射單頻網(wǎng)易組建多收發(fā)對(duì)探測(cè)網(wǎng)絡(luò)，契合提高探測(cè)性能的發(fā)展需求，同時(shí)單頻網(wǎng)作為今后廣播通信中大范圍推廣的一項(xiàng)基本技術(shù)，發(fā)展單頻網(wǎng)外輻射源雷達(dá)將極富應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。然而單頻網(wǎng)分布式外輻射源雷達(dá)在享有諸多優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也因單頻網(wǎng)的引入帶來(lái)一系列常規(guī)外輻射源雷達(dá)中不曾遇到或雖遇到卻無(wú)此突出的新問(wèn)題。這些核心問(wèn)題主要體現(xiàn)在:1)單頻網(wǎng)中各站同頻發(fā)射相同連續(xù)波信號(hào)，所有站的直達(dá)波、多徑雜波及地物雜波等均匯集于接收通道，比單站的雜波更為嚴(yán)重，影響目標(biāo)檢測(cè)；2)同樣，各站照射到目標(biāo)所產(chǎn)生的目標(biāo)散射回波均被接收，相關(guān)檢測(cè)后形成多個(gè)量測(cè)，各量測(cè)與發(fā)射站的對(duì)應(yīng)關(guān)系先驗(yàn)未知，導(dǎo)致目標(biāo)定位模糊，稱(chēng)之為單頻網(wǎng)模糊問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)【背景技術(shù)】存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種利用單頻網(wǎng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測(cè)的系統(tǒng)及其信號(hào)處理方法，為外輻射源雷達(dá)提供了一種新的解決方案。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]一種基于單頻網(wǎng)的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)，包括兩個(gè)以上的發(fā)射站、一個(gè)或者兩個(gè)以上的接收站；兩個(gè)以上的發(fā)射站基于單頻網(wǎng)組網(wǎng)體制；兩個(gè)以上的發(fā)射站與一個(gè)接收站組成MISO多發(fā)一收探測(cè)系統(tǒng)；兩個(gè)以上的發(fā)射站與兩個(gè)以上的接收站組成MMO多發(fā)多收探測(cè)系統(tǒng)；發(fā)射站輻射電磁信號(hào)作用于感興趣的目標(biāo)，目標(biāo)散射信號(hào)由接收站接收后進(jìn)行處理；
[0009]所述單頻網(wǎng)是指網(wǎng)內(nèi)各發(fā)射站同頻同步發(fā)射相同信號(hào)；單頻網(wǎng)中的發(fā)射站包括已經(jīng)存在的第三方輻射源或者根據(jù)需要而自備的輻射源中的一種；整個(gè)系統(tǒng)工作于同一頻率，各發(fā)射站形式相同，各接收站形式相同。
[0010]兩個(gè)以上的發(fā)射站與兩個(gè)以上的接收站組成MMO多發(fā)多收探測(cè)系統(tǒng)時(shí)，還設(shè)置有一個(gè)融合中心；融合中心與各接收站間通過(guò)通信鏈路進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸，并對(duì)各接收站處理結(jié)果進(jìn)行融合。
[0011]所述接收站對(duì)接收到的信息進(jìn)行通道校準(zhǔn)后，采用一站式空域處理方法抑制掉監(jiān)測(cè)通道中的直達(dá)波、多徑雜波及地物雜波，檢測(cè)目標(biāo)信號(hào)，并估計(jì)目標(biāo)信號(hào)的雙基距離、多普勒頻率和到達(dá)角信息；然后利用單頻網(wǎng)解模糊獲得目標(biāo)回波與發(fā)射站的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而綜合多站信息改善目標(biāo)定位和跟蹤精度，完成目標(biāo)跟蹤。
[0012]所述融合中心對(duì)接收站獲得的目標(biāo)跟蹤信息進(jìn)行單頻網(wǎng)解模糊和航跡融合處理，之后再進(jìn)行顯控和態(tài)勢(shì)評(píng)估。
[0013]所述一站式空域處理方法包括以下步驟，
[0014]步驟I)估計(jì)陣列協(xié)方差矩陣，并進(jìn)行空域投影；
[0015]步驟2)將投影后信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行二維互相關(guān)得距離多普勒譜，數(shù)字波束形成后進(jìn)行恒虛警檢測(cè)，估計(jì)雙基距離和多普勒頻率；
[0016]步驟3)對(duì)所檢測(cè)出的距離多普勒單元上的疑似目標(biāo)，利用投影后信號(hào)做空間譜估計(jì)得到達(dá)角信息。
[0017]所述單頻網(wǎng)解模糊是利用一種基于降維處理思想的關(guān)聯(lián)假設(shè)判決法解決單頻網(wǎng)模糊問(wèn)題；單頻網(wǎng)模糊問(wèn)題是指因各個(gè)發(fā)射站信號(hào)相同而使得各發(fā)射站照射得到的目標(biāo)散射回波無(wú)法在接收端直接區(qū)分，從而導(dǎo)致檢測(cè)所得量測(cè)與發(fā)射站間的關(guān)聯(lián)產(chǎn)生模糊；
[0018]單頻網(wǎng)解模糊具體包括以下步驟:
[0019]步驟I)輸入量測(cè)信息；
[0020]降維處理的實(shí)現(xiàn)和關(guān)聯(lián)假設(shè)的構(gòu)造基于單頻網(wǎng)解模糊條件的探討，二維情況下采用三組量測(cè)與三組發(fā)射接收對(duì)關(guān)聯(lián)形成關(guān)聯(lián)假設(shè)，三維情況下采用三組或四組量測(cè)與三組或四組發(fā)射接收對(duì)關(guān)聯(lián)形成關(guān)聯(lián)假設(shè)；
[0021]步驟2)將各量測(cè)轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)，根據(jù)彼此是否臨近進(jìn)行關(guān)聯(lián)假設(shè)預(yù)選；
[0022]步驟3)依據(jù)參數(shù)估計(jì)方程和結(jié)果構(gòu)造X 2檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量對(duì)預(yù)選通過(guò)的關(guān)聯(lián)假設(shè)進(jìn)行判決；
[0023]步驟4)以“同一量測(cè)只能源自一個(gè)目標(biāo)和一個(gè)發(fā)射接收對(duì)”為約束對(duì)步驟3)中所接受的關(guān)聯(lián)假設(shè)進(jìn)行信息整合得二次量測(cè)；
[0024]步驟5)輸出二次量測(cè)；
[0025]二次量測(cè)可用于跟蹤起始階段的航跡頭形成、起始關(guān)聯(lián)，亦可用于跟蹤保持階段。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明除具備常規(guī)外輻射源雷達(dá)的低成本、隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)、電磁兼容性好等一般優(yōu)勢(shì)外，還結(jié)合單頻網(wǎng)的特性呈現(xiàn)出新特點(diǎn):
[0027]I)在不干擾廣播的情況下利用了現(xiàn)有廣播單頻網(wǎng)，大幅擴(kuò)展了雷達(dá)在低頻段(HF/VHF/UHF)的工作頻帶，同時(shí)依靠廣播信號(hào)良好的低空覆蓋而具有低空目標(biāo)探測(cè)優(yōu)勢(shì)；
[0028]2)多發(fā)多收系統(tǒng)工作于同一頻率，硬件設(shè)備大大簡(jiǎn)化，同時(shí)發(fā)射設(shè)備成本低,可自備可擴(kuò)充，組網(wǎng)靈活；
[0029]3)利用一站式空域處理、單頻網(wǎng)解模糊等一系列措施和信號(hào)處理方法，克服了單頻網(wǎng)所帶來(lái)的嚴(yán)重雜波和單頻網(wǎng)模糊問(wèn)題，使組網(wǎng)探測(cè)在探測(cè)穩(wěn)定性和跟蹤連續(xù)性方面的優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框圖。
[0031]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)流程圖。
[0032]圖3為本發(fā)明方法中一站式空域處理實(shí)施方案流程圖。
[0033]圖4為本發(fā)明方法中單頻網(wǎng)解模糊實(shí)施方案流程圖。
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中一站式空域處理前監(jiān)測(cè)信號(hào)的距離多普勒譜。
[0035]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中一站式空域處理后監(jiān)測(cè)信號(hào)的距離多普勒譜。
[0036]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中單頻網(wǎng)解模糊前的目標(biāo)跟蹤軌跡圖。
[0037]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中單頻網(wǎng)解模糊后的目標(biāo)跟蹤軌跡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面以具體實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0039]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明包括M個(gè)發(fā)射站(構(gòu)成單頻網(wǎng))、N個(gè)接收站、融合中心、通信鏈路。M個(gè)發(fā)射站構(gòu)成單頻網(wǎng)，同時(shí)同頻發(fā)射相同信號(hào)；N個(gè)接收站分布式布置，獨(dú)立接收信號(hào)，單個(gè)接收站與M個(gè)發(fā)射站可獨(dú)立構(gòu)成MISO系統(tǒng)；iN大于I時(shí)，另設(shè)一融合中心，融合中心與各接收站間通過(guò)通信鏈路進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)工作時(shí)，M個(gè)發(fā)射站輻射電磁信號(hào)作用于感興趣的目標(biāo)，目標(biāo)對(duì)電磁波形成散射，散射電磁波經(jīng)不同路徑到達(dá)各個(gè)接收站，接收站與融合中心共同完成信號(hào)和數(shù)據(jù)處理。
[0040]圖2是系統(tǒng)流程圖。每個(gè)接收站都獨(dú)立進(jìn)行一站式空域處理、單頻網(wǎng)解模糊及目標(biāo)跟蹤處理；各接收站將檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)結(jié)果、單頻網(wǎng)解模糊及目標(biāo)跟蹤處理結(jié)果上傳到融合中心；融合中心進(jìn)一步對(duì)各個(gè)接收站的上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行單頻網(wǎng)解模糊和航跡融合處理，所得結(jié)果用于顯控和態(tài)勢(shì)評(píng)估，并將結(jié)果下傳至各個(gè)接收站，各接收站綜合融合中心的下傳結(jié)果可改善其處理結(jié)果。
[0041]本實(shí)施例中，單頻網(wǎng)發(fā)射站選取武漢地區(qū)的CMMB廣播單頻網(wǎng)，中心頻率658MHz，帶寬8MHz，其中包括至少10個(gè)發(fā)射站；接收采用單接收站，從而構(gòu)成MISO模式。該模式下無(wú)需融合中心和通/[目鏈路。
[0042]圖3是一站式空域處理方法的實(shí)施流程圖。稱(chēng)其為一站式空域處理是因?yàn)樵谠摲椒ㄖ?，監(jiān)測(cè)通道中直達(dá)波、多徑雜波、地物雜波的抑制和目標(biāo)回波的到達(dá)角估計(jì)均基于空域信息。為此，一站式空域處理將常規(guī)的自適應(yīng)波束形成方法拆分為兩步。常規(guī)自適應(yīng)波束形成可表示為
[0043]Z (t) = WhX ⑴ (I)
[0044]其中，X(t)為陣列接收信號(hào)向量，W為自適應(yīng)權(quán)向量。
[0045]由于W可表不為灰，其中α為歸一化常量，a( Θ。)為期望信號(hào)導(dǎo)向矢
量，Rx為陣列接收信號(hào)協(xié)方差矩陣。故一站式空域處理將(I)式拆分為兩步:空域投影和波束形成。
[0046]空域投影即為
[0047]F(0 = Rx 1X(O、2 )
[0048]波束形成為
[0049]Z (t) = a *aH ( Θ 0) Y (t) (3)
[0050]空域投影后，處理分兩支進(jìn)行，一分支用于信號(hào)檢測(cè)，包括二維互相關(guān)、數(shù)字波束形成、恒虛警檢測(cè)、雙基距離和多普勒頻率估計(jì)；另一分支用于到達(dá)角估計(jì)。信號(hào)經(jīng)空域投影后再進(jìn)行到達(dá)角估計(jì)的有效性與單頻網(wǎng)中所采用的OFDM調(diào)制緊密相關(guān)。
[0051]本實(shí)施例中，空域投影分載波進(jìn)行，分載波空域處理的原理及性能可參考易建新和萬(wàn)顯榮的論文(Subcarrier-based processing for clutter rejection inCP-OFDM signal-based passive radar using SFN configuration[J].Journal ofRadars, 2013，2 (I): 1-13);到達(dá)角估計(jì)采用MUSIC (多重信號(hào)分類(lèi))算法，并進(jìn)行空域平滑處理，估計(jì)時(shí)信號(hào)子空間維數(shù)取為2，取空間譜的最大峰對(duì)應(yīng)的角度為目標(biāo)到達(dá)角。
[0052]圖4給出了單頻網(wǎng)解模糊的實(shí)施流程圖。所提關(guān)聯(lián)假設(shè)判決法主要包括三個(gè)步驟，即關(guān)聯(lián)假設(shè)預(yù)選、關(guān)聯(lián)假設(shè)判決和關(guān)聯(lián)假設(shè)整合。輸入端為監(jiān)測(cè)所得的量測(cè)信息，輸出為二次量測(cè)，二次量測(cè)中包含有目標(biāo)的狀態(tài)和獲得該狀態(tài)所用到的量測(cè)及發(fā)射接收對(duì)。
[0053]從所有量測(cè)中選取若干組量測(cè)和發(fā)射接收對(duì)，并假設(shè)一種一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，即構(gòu)造了一組關(guān)聯(lián)假設(shè)。關(guān)聯(lián)假設(shè)判決法作為一種降維處理方法，其特點(diǎn)是在構(gòu)造關(guān)聯(lián)假設(shè)時(shí)無(wú)需用到所有發(fā)射接收對(duì)。一般地，對(duì)于二維情況，采用三組量測(cè)與三組發(fā)射接收對(duì)關(guān)聯(lián)形成三元組關(guān)聯(lián)假設(shè)；三維情況下，若量測(cè)中的到達(dá)角包括方位角和仰角，則可采用三組(或四組)量測(cè)與三組(或四組)發(fā)射接收對(duì)關(guān)聯(lián)形成三元組(或四元組)關(guān)聯(lián)假設(shè)，若量測(cè)中只包括方位角，那么必須采用四組或以上量測(cè)與相應(yīng)組發(fā)射接收對(duì)關(guān)聯(lián)形成關(guān)聯(lián)假設(shè)。盡管如此，由此構(gòu)造的關(guān)聯(lián)假設(shè)仍數(shù)量眾多，須有一種方法快速篩選出可能性大的關(guān)聯(lián)假設(shè)，這是關(guān)聯(lián)假設(shè)預(yù)選所做的工作。[0054]關(guān)聯(lián)假設(shè)預(yù)選包括如下幾個(gè)步驟:
[0055]I)窮盡所有單組量測(cè)與單組發(fā)射接收對(duì)關(guān)聯(lián)的一元組，對(duì)每一種一元組，將量測(cè)從量測(cè)坐標(biāo)系變換到直角坐標(biāo)系；
[0056]2)在直角坐標(biāo)系，采用門(mén)限判決(門(mén)限較寬)判定兩個(gè)一元組是否臨近，從彼此臨近的一元組集合中選取所需的若干組構(gòu)造關(guān)聯(lián)假設(shè)即完成預(yù)選。
[0057]本實(shí)施例中，考慮三維情況，且量測(cè)中包括方位角和仰角，選取三元組構(gòu)造關(guān)聯(lián)假設(shè)，預(yù)選判決門(mén)限為800m。
[0058]關(guān)聯(lián)假設(shè)判決是比關(guān)聯(lián)假設(shè)預(yù)選更為精細(xì)的關(guān)聯(lián)判決步驟。與關(guān)聯(lián)假設(shè)預(yù)選階段采用一元組得到目標(biāo)狀態(tài)信息不同，關(guān)聯(lián)假設(shè)判決階段采用關(guān)聯(lián)假設(shè)中的全部關(guān)聯(lián)信息得到目標(biāo)狀態(tài)的估計(jì)，并利用此估計(jì)構(gòu)造檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量。
[0059]不失一般性，以本實(shí)施例中所考慮的情況為例，設(shè)量測(cè)為ζω，η = I, 2，3,ζ(η)包括雙基距離^雙基速度(多普勒頻率可轉(zhuǎn)化為雙基速度)、方位角#和仰角θ(η)。根據(jù)關(guān)聯(lián)假設(shè)中量測(cè)與發(fā)射接收對(duì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可得三組量測(cè)方程，即
【權(quán)利要求】
1.一種基于單頻網(wǎng)的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:包括兩個(gè)以上的發(fā)射站、一個(gè)或者兩個(gè)及以上的接收站；兩個(gè)以上的發(fā)射站基于單頻網(wǎng)組網(wǎng)體制；兩個(gè)以上的發(fā)射站與一個(gè)接收站組成MISO多發(fā)一收探測(cè)系統(tǒng)；兩個(gè)及以上的發(fā)射站與兩個(gè)以上的接收站組成ΜΙΜΟ多發(fā)多收探測(cè)系統(tǒng)；發(fā)射站輻射電磁信號(hào)作用于感興趣的目標(biāo)，目標(biāo)散射信號(hào)由接收站接收后進(jìn)行處理；所述單頻網(wǎng)是指網(wǎng)內(nèi)各發(fā)射站同頻同步發(fā)射相同信號(hào)；單頻網(wǎng)中的發(fā)射站包括已經(jīng)存在的第三方輻射源或者根據(jù)需要而自備的輻射源中的一種；整個(gè)系統(tǒng)工作于同一頻率，各發(fā)射站形式相同，各接收站形式相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單頻網(wǎng)的外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于:兩個(gè)以上的發(fā)射站與兩個(gè)以上的接收站組成ΜΜ0多發(fā)多收探測(cè)系統(tǒng)時(shí)，還設(shè)置有一個(gè)融合中心；融合中心與各接收站間通過(guò)通信鏈路進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)傳輸，并對(duì)各接收站處理結(jié)果進(jìn)行融口 ο
3.一種基于權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)進(jìn)行的信號(hào)處理方法，其特征在于:所述接收站對(duì)接收到的信息進(jìn)行通道校準(zhǔn)后，采用一站式空域處理方法抑制掉監(jiān)測(cè)通道中的直達(dá)波、多徑雜波及地物雜波，檢測(cè)目標(biāo)信號(hào)，并估計(jì)目標(biāo)信號(hào)的雙基距離、多普勒頻率和到達(dá)角信息；然后利用單頻網(wǎng)解模糊獲得目標(biāo)回波與發(fā)射站的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而綜合多站信息改善目標(biāo)定位和跟蹤精度，完成目標(biāo)跟蹤。
4.一種基于權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)進(jìn)行的信號(hào)處理方法，其特征在于:所述融合中心對(duì)接收站獲得的目標(biāo)跟蹤信息進(jìn)行單頻網(wǎng)解模糊和航跡融合處理，之后再進(jìn)行顯控和態(tài)勢(shì)評(píng)估。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)處理方法，其特征在于:所述一站式空域處理方法包括以下步驟，步驟1)估計(jì)陣列協(xié)方差矩陣，`并進(jìn)行空域投影；步驟2)將投影后信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行二維互相關(guān)得距離多普勒譜，數(shù)字波束形成后進(jìn)行恒虛警檢測(cè)，估計(jì)雙基距離和多普勒頻率；步驟3)對(duì)所檢測(cè)出的距離多普勒單元上的疑似目標(biāo)，利用投影后信號(hào)做空間譜估計(jì)得到達(dá)角信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信號(hào)處理方法，其特征在于:所述單頻網(wǎng)解模糊是利用一種基于降維處理思想的關(guān)聯(lián)假設(shè)判決法解決單頻網(wǎng)模糊問(wèn)題；單頻網(wǎng)模糊問(wèn)題是指因各個(gè)發(fā)射站信號(hào)相同而使得各發(fā)射站照射得到的目標(biāo)散射回波無(wú)法在接收端直接區(qū)分，從而導(dǎo)致檢測(cè)所得量測(cè)與發(fā)射站間的關(guān)聯(lián)產(chǎn)生模糊；單頻網(wǎng)解模糊具體包括以下步驟:步驟1)輸入量測(cè)信息；降維處理的實(shí)現(xiàn)和關(guān)聯(lián)假設(shè)的構(gòu)造基于單頻網(wǎng)解模糊條件的探討，二維情況下采用三組量測(cè)與三組發(fā)射接收對(duì)關(guān)聯(lián)形成關(guān)聯(lián)假設(shè)，三維情況下采用三組或四組量測(cè)與三組或四組發(fā)射接收對(duì)關(guān)聯(lián)形成關(guān)聯(lián)假設(shè)；步驟2)將各量測(cè)轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)，根據(jù)彼此是否臨近進(jìn)行關(guān)聯(lián)假設(shè)預(yù)選；步驟3)依據(jù)參數(shù)估計(jì)方程和結(jié)果構(gòu)造X 2檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量對(duì)預(yù)選通過(guò)的關(guān)聯(lián)假設(shè)進(jìn)行判決;步驟4)以“同一量測(cè)只能源自一個(gè)目標(biāo)和一個(gè)發(fā)射接收對(duì)”為約束對(duì)步驟3)中所接受的關(guān)聯(lián)假設(shè)進(jìn)行信息整合得二次量測(cè)；步驟5)輸出二次量測(cè)；二次量測(cè)可用于跟 蹤起始階段的航跡頭形成、起始關(guān)聯(lián)，亦可用于跟蹤保持階段。
【文檔編號(hào)】G01S13/66GK103698759SQ201310739890
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】萬(wàn)顯榮, 易建新, 柯亨玉, 程豐, 饒?jiān)迫A, 龔子平 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)