基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114252847A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202111566987.X(22)申请日2021.12.20(71)申请人电子科技大学长三角研究院（衢州）地址324000浙江省衢州市柯城区芹江东路288号1幢18楼(72)发明人何茜石婉欣(51)Int.Cl.G01S7/02(2006.01)G01S7/35(2006.01)G01S7/41(2006.01)G01S13/02(2006.01)G06F30/20(2020.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法(57)摘要本发明公开了基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法，涉及信号处理领域，解决了大规模MIMO雷达检测扩展目标问题。本发明包括对接收待测扩展目标发射波束的各个天线，按接收对象进行分组，对每组接收天线的输出基于中心极限定理进行统计等效计算，并采用Neyman‑Pearson准则下的检测器设定虚警阈值推导每组的统计等效为检测统计量，依据统计特性计算待测扩展目标的检测概率。本发明降低了系统的分析复杂度，得到MIMO雷达系统目标检测概率，有利于对大规模MIMO雷达系统的设计。CN114252847ACN114252847A权利要求书1/2页1.基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法，其特征在于：在大规模天线的MIMO雷达系统中，对接收待测扩展目标发射波束的各个天线，按接收对象进行分组，对每组接收天线的输出基于中心极限定理进行统计等效计算，并采用Neyman‑Pearson准则下的检测器设定虚警阈值推导每组的统计等效为检测统计量，依据统计特性计算待测扩展目标的检测概率。2.根据权利要求1所述的基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法，其特征在于，对天线按接收波束的归属分组，将接收到同一发射波束的接收天线划分一组，不同组天线接收到的发射波束的反射系数不相关。3.根据权利要求2所述的基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法，其特征在于，对分组后的接收信号处理，采用匹配滤波器对不同发射天线的相关信号分离开，匹配滤波器输出信号再通过白化滤波器和归一化滤波器处理输出。4.根据权利要求3所述的基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法，其特征在于，对第n个和第n’个接收天线，判断是否为同一扩展目标波束，接收天线接收到的目标波束坐标(xr,n,yr,n)和(xr,n’,yr,n’)，至少满足一个以下条件，则为不同的目标波束，否则属于相同的目标波束，属于不同目标波束的接收天线划分成不同的组，属于同一个目标波束的接收天线划分为一组，条件为：xr,n‑xr,n′＞d(xr,n,yr,n,x0,y0)λc/∈x，yr,n‑yr,n′＞d(xr,n,yr,n,x0,y0)λc/∈y，其中，待测的扩展目标位置为(x0,y0)，所述扩展目标在x轴上的孔径为∈x,在y轴上的孔径为∈y，目标波束在x轴上的波束宽度为λc/∈x，在y轴上的波束宽度为λc/∈y，角标r表示接收天线。5.根据权利要求4所述的基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法，其特征在于，还包括如下处理，N个接收天线接收到的信号按照分组的形式得到的向量为：其中，为原来的第n个天线，现在为第k个组的第qk个接收天线，在第l个快拍的接收信号，rk为第k个组的接收信号向量；对接收天线接收到的信号，若目标不存在，则若目标存在，则其中，表示时间和空间不相关的噪声，为目标反射系数，为时延，为第m个发射天线发射的信号。6.根据权利要求5所述的基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法，其特征在于，对分组后的接收信号处理过程详细为：分组对接收信号r进行处理，得到每组的输出，2CN114252847A权利要求书2/2页其中为经过匹配滤波后的信号；再用中心极限定理得到的统计等效在H0假设下，在H1假设下，其中，和分别为在H0和H1下的均值和方差；然后在Neyman‑Pearson准则下的检测器可推导为其中，η为由需要的虚警水平决定的阈值；得到大规模MIMO雷达系统检测概率的闭合表达式为其中，阈值Q(·)为Q函数，及分别为检测统计量T在H0和H1下的均值和标准差。3CN114252847A说明书1/9页基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法技术领域[0001]本发明涉及属于信号处理领域，特别涉及大规模MIMO雷达系统检测扩展目标的问题，适用于大规模MIMO雷达系统天线设计，具体为基于天线分组的大规模MIMO雷达扩展目标检测方法。背景技术[0002]大规模MIMO(MassiveMultipleInputMultipleOutput