基于多载频MIMO雷达的Radon-Fourier变换盲速旁瓣抑制

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstrOnauticaSinicaMay252013V01．34No．51181—1190ISSN1000—6893CN11—1929／Vhttp：#hkxb．buaaedu．CFIhkxb@buaaeduCFl基于多载频MIMO雷达的Radon—Fourier变换盲速旁瓣抑制钱李昌1，许稼2一，孙文峰3，彭应宁41．空军预警学院研究生管理大队，湖北武汉4300192。北京理工大学信息与电子学院，北京1000813．空军预警学院，空天预警实验室，湖北武汉4300194．清华大学电子工程系，北京100084摘要：长

2、时间相干积累方法Radon—Fourier变换(RFT)中盲速旁瓣(BSSL)现象会导致雷达虚警增加、目标检测性能降低。针对BSSL问题，给出了一种基于多输入多输出(MIMO)雷达多载频设计的BSSL抑制方法。首先根据载频与BSSL分布的关系，详细推导了BSSL不交叠的约束条件；然后基于该约束条件给出了具体的载频设计公式。利用设计的载频可得到具有不交叠BSSL的两个RFT输出，通过联合处理这两个RFT输出，可实现BSSL抑制。给出了BSSL抑制性能的评价方法。理论分析和数值实验结果表明，本文算法能够在不降低RF—I"相干积累性能的同时，有效实现BSSL抑制

3、。关键词：MIMO雷达；长时间相参积累；RadonFourier变换；盲速旁瓣抑制；载频设计中图分类号：V555．6文献标识码：A文章编号：1000—6893(2013)05一1181—10多输人多输出(MIMO)雷达是近年来提出的一种新体制雷达[1。4]，有着广泛应用前景。集中式MIMO雷达可充分利用各阵元发射波形的相干性提高雷达的性能。利用灵活的数字波束形成技术，MIMO雷达可以对目标长时间驻留观测，为目标回波的长时间相参积累提供时间条件。然而，在波束长驻留时间内，目标很容易发生跨距离单元(ARU)走动现象[5]，从而使得常规的脉问相参积累方法如动目标

4、检测(MTD)等性能降低。针对ARU走动问题，现有解决方法主要分为3类：①通过距离一脉冲维的包络平移或扩展实现距离单元补偿邓。8】。此类方法为了保证距离维补偿精度通常需要复杂的距离维插值运算，运算量较大。②通过距离一脉冲维信号的响应变换域进行跨距离单元补偿处理，如文献[5]、文献[9]～文献[11]提出的Keystone变换方法。该方法通过距离维频域插值实现目标回波信号的多普勒与波形延迟的解耦；但是该方法需要对多普勒模糊的目标进行模糊度补偿[11I，同时插值运算也带来大运算量问题。③参数空间联合搜索方法，该方法本质上是信号空间到参数空间的变换。如文献[12

5、]～文献[16]提出的Radon—Fourier变换(RFT)长时间相参积累方法，该方法通过联合搜索目标运动参数空间同时解决了脉间相位起伏及ARU走动问题。文献[15]证明了RFT方法的最优检测性能，并针对遍历搜索导致运算量大的收稿日期：2012-08—09；退修日期：2012—12-18i录用日期：2013—01-21；网络出版肘间：2013—01-2914：56网络出版地址：WWW．cnkinet／kcms／detail／11．1929V201301291456003htmI基金项目：国家自然科学基金(61271391，61225005)；北京市自然科

6、学基金(4122038)；部委基金(9140A07021012JW0101)；航天创新基金(OAS0201104)；航天文撑基金；清华国家信息科学技术实验室(TNList)交叉基金*通讯作者Tel．：010-62781375E—mail：tigerxujia@sina．COrn现用榕武

7、OianLC，XuJ．SunWF，etalBlindspeedsidelobesuppressioninRadon—FouriertransformbasedOnMIMOradarwithmulti-carrierfrequency．ActaAeronauticaetAst

8、ronauticaSinica，2013，34(5)：1181—1190．钱李5，许稼，孙文峰，等j基f多载频MIMO雷达的Radon-Fourier变换言速旁瓣静裁．航空学掇，2013．34(5)：118I．

9、190．航空学报问题，提出了一种基于Chirp—Z变换的RFT快速实现方法。但是，有限的积累时间及距离分辨率导致RFT结果中存在盲速旁瓣(BSSL)现象[13。“。BSSL会导致雷达虚警率增加，并可能淹没小El标，使雷达目标检测性能降低。需要注意的是，BSSL与对单次快拍信号进行收、发波束形成时产生的栅瓣不同，BSSL由多次快拍的脉间信号处理导致。

10、因此，从产生机理角度看，通过波束形成时的加窗等处理方法无法解决BS