一种DDMA-MIMO雷达的目标相参积累检测方法

本发明涉及雷达信号处理，具体涉及一种ddma-mimo雷达的目标相参积累检测方法。

背景技术：

1、毫米波雷达因其能够适应恶劣天气环境以及日夜工作等特性，在自动驾驶系统中发挥着重要的作用。多普勒频分多址多发多收雷达（ddma-mimo）采用多个发射天线和接收天线相配合，不同发射天线同时发射雷达信号，相比于传统的时分复用多发多收（tdm-mimo）雷达具有更高的发射增益，同时对每个发射天线添加多普勒相位调制，将不同发射天线的信号在多普勒域上分离。

2、由于多个发射天线的信号具有等间隔的相位偏移，且由接收天线同时接收，因此目标在多普勒谱上将若干有等间隔分布的目标延拓，难以检测真实速度，造成速度模糊问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种ddma-mimo雷达的目标相参积累检测方法，以实现速度解模糊与弱目标检测。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种ddma-mimo雷达的目标相参积累检测方法，所述方法包括以下步骤：

4、步骤一、ddma-mimo毫米波雷达设有n个发射天线和m个接收天线，该ddma-mimo毫米波雷达根据预先设置的线性相位调制数值通过移相器控制发射天线发射具有不同相位偏移量的波形，不同发射天线同时工作；

5、每个接收天线的回波信号为所有发射天线信号的线性叠加，计算公式为：

6、

7、其中，为回波时延，为光速，为快时间，为脉冲周期，表示脉冲序号，为目标相对雷达的径向速度；为带宽，式中为调频斜率，为信号起始频率；表示发射天线序号，表示接收天线序号；为接收天线阵元间隔， 且与波长存在数学关系；为目标角度；为第个发射天线发射的第个chirp信号对应的线性调制相位，为划分的子带数，m为接收天线个数；

8、步骤二、对接收的回波信号进行下变频处理，获得去载频后的基带信号；

9、无多普勒附加相移的参考信号为;

10、

11、对回波信号做下变频处理，计算公式如下：

12、

13、其中，r为探测目标与雷达之间的距离，为快时间采样时间，为慢时间脉冲序号；

14、步骤三、对回波信号距离维进行一维fourier变换，得到目标一维距离像；

15、步骤四、对距离维聚焦后的回波信号的每个距离分辨单元做多普勒维fourier变换，得到目标在多普勒域延拓次的距离多普勒谱；

16、步骤五、根据步骤一中线性调制相位的划分方式，将多普勒谱等分为个子带，子带按照顺序标记序号，分别为；并以个连续子带为一组的分组方式将多普勒子带重新组合为个子带组，对每个子带组，首个子带的序号即为子带组的序号；

17、步骤六、对每个子带组内的所有子带做复数相乘取模处理，共得到个相参积累后的距离多普勒谱，比较不同子带组对应的距离多普勒谱的能量大小，选取能量最大的子带组并确定其序号；

18、步骤七、步骤六中相参积累后的频谱能量最大子带组包含个多普勒延拓目标所在子带，对该子带组相参积累后的距离多普勒谱做恒虚警检测，通过子带组的序号可以解算出探测目标的真实距离与真实速度。

19、所述步骤七中，选用单元平均恒虚警检测器进行检测，检测器为矩形窗，背景功率计算公式如下：

20、

21、其中，，代表目标距离、多普勒索引，表示该索引对应的信号功率大小，和分别表示矩形窗的长和宽，两者乘积表示矩形窗包含的采样点数量；最终由标称化因子与背景功率计算得到检测器门限：

22、

23、检测完毕后，输出目标的距离索引与多普勒索引，结合子带组的序号解算出目标的真实距离与真实速度，计算公式如下：

24、

25、

26、其中，为距离分辨率，为速度分辨率，为最大不模糊速度，函数为对取余，表示频谱能量最大的子带组的序号，k表示单个相干处理时间内脉冲的总数。

27、采用上述方案后，本发明基于ddma-mimo雷达，对发射天线的线性相位调制进行细化，先对回波数据的距离维与多普勒维做二维快速fourier变换得到目标在多普勒维等间隔延拓的距离多普勒谱。再将距离多普勒谱沿多普勒维度进行子带划分，将子带重新组合为多个子带组，对每个子带组内的子带做复数相乘取模处理，相参积累后的距离多普勒谱，比较频谱能量大小得到包含所有多普勒延拓目标的子带组及其编号。对该子带组对应的距离多普勒谱做cfar检测，得到目标的距离-速度索引，解算得到目标的真实速度，实现了弱目标的相参积累检测与速度解模糊。

技术特征：

1.一种ddma-mimo雷达的目标相参积累检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种ddma-mimo雷达的目标相参积累检测方法，其特征在于：所述步骤七中，选用单元平均恒虚警检测器进行检测，检测器为矩形窗，背景功率计算公式如下：

技术总结
本发明涉及一种DDMA‑MIMO雷达的目标相参积累检测方法，其基于DDMA‑MIMO雷达，对发射天线的线性相位调制进行细化，先对回波数据的距离维与多普勒维做二维快速Fourier变换得到目标在多普勒维等间隔延拓的距离多普勒谱。将距离多普勒谱沿多普勒维度进行子带划分，将子带重新组合为多个子带组，对每个子带组内的子带做复数相乘取模处理，相参积累后的距离多普勒谱，比较频谱能量大小得到包含所有多普勒延拓目标的子带组及其编号。对该子带组对应的距离多普勒谱做CFAR检测，得到目标的距离‑速度索引，解算得到目标的真实速度，实现了弱目标的相参积累检测与速度解模糊。

技术研发人员：洪文衍,张贻雄,周剑扬
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15