高级搜索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于特显点的机载分布式相参雷达同步误差校正方法

陈金铭 王彤 吴建新 刘晓瑜

陈金铭, 王彤, 吴建新, 刘晓瑜. 基于特显点的机载分布式相参雷达同步误差校正方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(2): 356-363. doi: 10.11999/JEIT190694
引用本文: 陈金铭, 王彤, 吴建新, 刘晓瑜. 基于特显点的机载分布式相参雷达同步误差校正方法[J]. 电子与信息学报, 2021, 43(2): 356-363. doi: 10.11999/JEIT190694
Jinming CHEN, Tong WANG, Jianxin WU, Xiaoyu LIU. Airborne Distributed Coherent Aperture Radar Synchronization Error Calibration Method Based on Prominent Points[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(2): 356-363. doi: 10.11999/JEIT190694
Citation: Jinming CHEN, Tong WANG, Jianxin WU, Xiaoyu LIU. Airborne Distributed Coherent Aperture Radar Synchronization Error Calibration Method Based on Prominent Points[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2021, 43(2): 356-363. doi: 10.11999/JEIT190694

基于特显点的机载分布式相参雷达同步误差校正方法

doi: 10.11999/JEIT190694
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金(JB190203)
详细信息
    作者简介:

    陈金铭:男,1993年生,博士生,研究方向为MIMO雷达信号处理和空时自适应信号处理

    王彤:男,1974年生,教授,研究方向为阵列信号处理、空时自适应信号处理以及机载雷达运动目标检测等

    吴建新:男,1982年生,副教授,研究方向为空时自适应信号处理、MIMO雷达信号处理以及机载雷达运动目标检测等

    刘晓瑜:女,1996年生,博士生,研究方向为分布式MIMO雷达信号处理

    通讯作者:

    王彤 twang@mail.xidian.edu.cn

  • 中图分类号: TN958

Airborne Distributed Coherent Aperture Radar Synchronization Error Calibration Method Based on Prominent Points

Funds: The Fundamental Research Funds for the Central Universities (JB190203)
  • 摘要:

    机载分布式相参雷达(DCAR)相比较于地基DCAR具有探测距离远、机动性高和部署灵活等优势,然而,载机平台运动使得机载DCAR面临更加严格的时间、空间和相位同步要求。为此,该文建立了基于慢时间码分多址(ST-CDMA)波形的机载DCAR信号模型及其矩阵表示形式,分析了时间、空间和相位同步误差对目标相参合成的影响,并提出一种基于特显点的机载DCAR同步误差校正方法。该方法首先采用目标参数搜索的方式消除滤波器网格失配误差;接着,利用基于目标的估计方法或者基于中继的估计方法完成单元位置误差校正;最后,利用特征结构方法校正等效幅相误差。仿真实验验证了所提方法的有效性。

  • 图  1  基于目标的估计方法示意图

    图  2  基于中继的估计方法示意图

    图  3  含有多种同步误差情况的估计结果

    图  4  接收相参模式下目标合成性能比较

    图  5  不同方法的全相参合成性能比较

    表  1  算法时间复杂度比较

    算法时间复杂度
    基于目标+特征结构$O(MPW){\rm{ + }}O(2{M^6})$
    基于中继+特征结构$O\left(\displaystyle\sum\nolimits_{\tilde m{\rm{ = } }1}^M { { {\tilde m}^2}PW} \right){\rm{ + } }O(2{M^6})$
    联合估计方法$O(MPW) + O\left(\displaystyle\sum\nolimits_{\tilde m{\rm{ = } }1}^M { { {\tilde m}^2}PW} \right){\rm{ + } }O(4{M^6})$
    下载: 导出CSV

    表  2  不同方法估计的时间同步误差比较 (μs)

    单元雷达序号234
    实际时间同步误差2.03682.26450.3175
    基于目标的方法的估计误差2.03502.26500.3175
    联合方法的估计误差2.03502.26500.3175
    下载: 导出CSV
  • AHLGREN G W. Next generation radar concept definition team final report[R]. 2003.
    KEVIN M, SCOTT D, JEFFREY C, et al. Wideband aperture coherence processing for next generation radar(NexGen)[R]. Tehnical Report ESC-TR200087, 2004.
    FLETCHER A S and ROBEY F C. Performance bounds for adaptive coherence of sparse array radar[C]. The 11th Conference Adaptive Sensors Array Processing, Lexington, USA, 2003: 290–293.
    ZENG Tao, YIN Pilei, and LIU Quanhua. Wideband distributed coherent aperture radar based on stepped frequency signal: Theory and experimental results[J]. IET Radar, Sonar & Navigation, 2016, 10(4): 672–688. doi: 10.1049/iet-rsn.2015.0221
    LIU Xinghua, XU Zhenhai, and XIAO Shunping. Performance gain bounds of coherently combining multiple radars in a target-based calibration manner[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics, 2019, 30(2): 278–287. doi: 10.21629/JSEE.2019.02.07
    宋靖, 张剑云. 分布式全相参雷达相参性能分析[J]. 电子与信息学报, 2015, 37(1): 9–14. doi: 10.11999/JEIT140202

    SONG Jing and ZHANG Jianyun. Coherence performance analysis for distributed aperture coherent radar[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2015, 37(1): 9–14. doi: 10.11999/JEIT140202
    王俊, 向洪, 魏少明, 等. 快拍数据的分布式二维阵列测角方法研究[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(6): 1375–1382. doi: 10.11999/JEIT170856

    WANG Jun, XIANG Hong, WEI Shaoming, et al. 2-D DOA estimation of distributed array with single snapshot[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2018, 40(6): 1375–1382. doi: 10.11999/JEIT170856
    刘兴华, 徐振海, 肖顺平. 分布式相参雷达几何布置约束条件[J]. 系统工程与电子技术, 2017, 39(8): 1723–1731. doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2017.08.09

    LIU Xinghua, XU Zhenhai, and XIAO Shunping. Geometric arrangement constraints of distributed coherent aperture radar[J]. Systems Engineering and Electronics, 2017, 39(8): 1723–1731. doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2017.08.09
    陆潞, 高梅国. 分布式阵列雷达基线位置和相位误差的卫星标校方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(12): 2896–2902. doi: 10.11999/JEIT181152

    LU Lu and GAO Meiguo. A satellite calibration method for the baseline coordinate and phase difference of distributed radar array[J]. Journal of Electronics &Information Technology, 2019, 41(12): 2896–2902. doi: 10.11999/JEIT181152
    陈金铭, 王彤, 吴建新, 等. 基于滤波器网格失配的分布式相参雷达目标参数估计方法[J]. 系统工程与电子技术, 2019, 41(11): 2460–2470. doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2019.11.09

    CHEN Jinming, WANG Tong, WU Jianxin, et al. Target parameter estimation method for distributed coherent aperture radar based on grid mismatch filtering[J]. Systems Engineering and Electronics, 2019, 41(11): 2460–2470. doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2019.11.09
    YANG Xiaopeng, YIN Pilei, and ZENG Tao. Time and phase synchronization for wideband distributed coherent aperture radar[C]. IET International Radar Conference 2013, Xi’an, China, 2013: 1–5. doi: 10.1049/cp.2013.0241.
    CHATTERJEE P and NANZER J A. Effects of time alignment errors in coherent distributed radar[C]. 2018 IEEE Radar Conference, Oklahoma City, USA, 2018: 727–731. doi: 10.1109/RADAR.2018.8378649.
    GINI F, DE MAIO A, and PATTON L. Waveform Design and Diversity for Advanced Radar Systems[M]. London: The Institution of Engineering and Technology, 2012: 89–117.
    RABIDEAU D J. MIMO radar waveforms and cancellation ratio[J]. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2012, 48(2): 1167–1178. doi: 10.1109/TAES.2012.6178055.
    WEISS A J and FRIEDLANDER B. Eigenstructure methods for direction finding with sensor gain and phase uncertainties[J]. Circuits, Systems and Signal Processing, 1990, 9(3): 271–300. doi: 10.1007/BF01201215
  • 加载中
图(5) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  1397
  • HTML全文浏览量:  487
  • PDF下载量:  101
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-26
  • 修回日期:  2020-08-19
  • 网络出版日期:  2020-12-09
  • 刊出日期:  2021-02-23

目录

    /

    返回文章
    返回