专利名称：统计mimo雷达目标检测仿真方法
统计MIMO雷达目标检测仿真方法技术领域
本发明属于统计MIMO雷达目标检测领域，涉及到统计MIMO雷达目标检测领域仿 真方法，适合于任意信道环境下的统计MIMO雷达系统目标检测。
背景技术：
受MIMO通信理论及综合脉冲孔径(SIAR)雷达概念的启发，以及雷达对新理论和 新技术的需求，贝尔实验室提出收发全分集的MIMO雷达，也被称为统计MIMO (S 一 ΜΙΜΟ)雷 达，这种雷达借助了通信中空间分集的思想，通过增大各阵元间距来使各接收信号完全独 立，以便获得空间分集增益，这与相控阵雷达所要求的各阵元接收信号相干是完全不同的。 收发全分集MIMO雷达中要求发射天线间距、接收天线间距足够大，以使每个发射天线一接 收天线对从不同的角度观测目标，目标截面积(RCQ在不同的发射天线一接收天线对上的 起伏变化独立。综合整个MIMO雷达系统的效果，目标截面积的起伏变化较小，以此来克服 RCS起伏对目标检测造成的影响，提高雷达在低信噪比时的检测性能。因此统计MIMO雷达 可以提高目标检测性能和目标角度估计性能，提高移动目标检测能力和增加同时处理目标 的数量。
在真实的信道环境中，由于各种干扰存在以及复杂的电磁环境下，可能出现信道 部分相关的情况。本文就是针对真实信道中可能存在的情况，提出了符合实际信道环境下 的统计MIMO雷达目标检测方法。
目前国内外很多MIMO雷达实验室在进行MIMO雷达系统目标检测和参数估计研究 过程中提出了很多有效的算法，对于收发全分集MIMO雷达的研究主要集中于新泽西技术 研究所、Lehigh大学、德拉瓦大学、贝尔实验室等机构。新泽西技术研究所的Fishier等人 分析了 MIMO雷达角度估计均方差的Crame- Rao限，并研究了角度分集增益对检测概率的 改善情况。发明内容
本发明目的是针对信道完全分集情况和信道不完全分集情况的任意信道环境情 况，提出一种统计MIMO雷达目标检测仿真方法。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案本发明统计MIMO雷达目标检测仿真方法，包括信道完全分集和信道不完全分集，其中 完全分集信道情况下的统计MIMO雷达目标检测仿真方法如下根据似然函数求得检测统计量，按照完全分集条件重写检测统计量，得到检测概率和 错误概率表达式；同时根据矩母函数求得错误概率和检测概率的近似表达式，得到近似检 测性能ROC曲线；不完全分集信道情况下的统计MIMO雷达目标检测仿真方法如下 首先利用矩阵求逆引理得到检测统计量，分析了特征值和特征函数，求得检测概率和 错误概率表达式。
优选地，所述完全分集信道情况下重写检测统计量的方法如下
权利要求
1.一种统计MIMO雷达目标检测仿真方法，其特征在于包括信道完全分集和信道不完 全分集，其中完全分集信道情况下的统计MIMO雷达目标检测仿真方法如下根据似然函数求得检测统计量，按照完全分集条件重写检测统计量，得到检测概率和 错误概率表达式；同时根据矩母函数求得错误概率和检测概率的近似表达式，得到近似检 测性能ROC曲线；不完全分集信道情况下的统计MIMO雷达目标检测仿真方法如下 首先利用矩阵求逆引理得到检测统计量，分析了特征值和特征函数，求得检测概率和 错误概率表达式。
2.根据权利要求1所述的统计MIMO雷达目标检测仿真方法，其特征在于所述完全分 集信道情况下重写检测统计量的方法如下
3.根据权利要求2所述的信道完全分集情况下的统计MIMO雷达目标检测仿真方法，其 特征在于将(1)式代入Rm 丨，并经过计算简化，可得其中，/(〗表示目标存在或目标不存在时χ的概率密度函数、A1表示目标存在，双》表示目标不存在，‘表示自由度为2AW的卡方分布函数。
4.根据权利要求2所述的统计MIMO雷达目标检测仿真方法，其特征在于所述完全分集 信道情况下利用矩母函数求得错误概率和检测概率的近似表达式的方法如下
5.根据权利要求1所述的统计MIMO雷达目标检测仿真方法，其特征在于所述不完全 分集信道情况下，在目标模型基础上，根据矩阵求逆引理，得到目标检测统计量
6.根据权利要求1所述的统计MIMO雷达目标检测仿真方法，其特征在于所述不完全 分集信道情况下，根据通道矩阵矢量《均为复高斯过程，其实部和虚部随机矢量是独立的 而且实部、虚部各自的协方差相等， 求得
7.根据权利要求1所述的统计MIMO雷达目标检测仿真方法，其特征在于所述不完全 分集信道情况下，根据特征值和特征函数求得检测概率和错误概率表达式
全文摘要
本发明公布了一种统计MIMO雷达目标检测仿真方法，在完全分集情况下，根据矩母函数求得错误概率和检测概率的近似表达式，得到近似检测性能ROC曲线，在不完全分集即信道部分相关情况下根据目标检测的充分统计量，利用特征值和特征函数推导出检测性能ROC曲线。以上两种情况符合真实信道中可能存在的情况，可以模拟真实任意信道环境情况，用于统计MIMO雷达目标检测。
文档编号G01S13/02GK102043143SQ20101053790
公开日2011年5月4日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者刘伟伟, 曹宁, 汪飞, 胡居荣, 鹿浩 申请人:河海大学