系统工程与电子技术 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (4): 781-791.doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2020.04.07

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基于多特显点的无人机分布式相参雷达相位同步误差估计方法

刘晓瑜(), 吴建新(), 王彤(), 陈金铭()   

  1. 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室, 陕西 西安 710071
  • 收稿日期:2019-04-11 出版日期:2020-03-28 发布日期:2020-03-28
  • 作者简介:刘晓瑜(1996-),女,博士研究生,主要研究方向为分布式MIMO雷达信号处理。E-mail:LiuXY1513@126.com|吴建新(1982-),男,副教授,博士,主要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。E-mail:jxwu@mail.xidian.edu.cn|王彤(1974-),男,教授,博士,主要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。E-mail:twang@mail.xidian.edu.cn|陈金铭(1993-),男,博士研究生,主要研究方向为MIMO雷达信号处理和空时自适应信号处理。E-mail:jmchen1614@126.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61471285);中央高校基本科研业务费专项资金(JB190203)

Phase synchronization error estimation based on prominent scatterers for UAV distributed coherent aperture radar

Xiaoyu LIU(), Jianxin WU(), Tong WANG(), Jinming CHEN()   

  1. National Laboratory of Radar Signal Processing, Xidian University, Xi'an 710071, China
  • Received:2019-04-11 Online:2020-03-28 Published:2020-03-28
  • Supported by:
    国家自然科学基金(61471285);中央高校基本科研业务费专项资金(JB190203)

摘要:

分布式相参雷达(distributed coherent aperture radar, DCAR)实现全相参的关键是相位同步。然而,滤波器网格失配、单元雷达较强机动性及姿态变化等因素均会对DCAR的相位同步带来不利影响,为此,针对DCAR的相位同步问题,该文提出了一种基于多特显点的无人机DCAR相位同步误差估计方法。该方法首先提出了利用多项式迭代方法消除由于滤波器网格失配引进的残余相位,并根据惯导提供的姿态信息对DCAR回波进行姿态补偿,然后提出了利用Taylor估计法对各单元雷达位置误差进行估计,再根据自校正算法估计出了剩余相位误差,最后对DCAR系统校准以实现相位同步。仿真实验验证了研究结论的正确性。

关键词: 分布式相参雷达, 相位同步, 网格失配, 多项式迭代, Taylor估计, 位置误差

Abstract:

For the distributed coherent aperture radar (DCAR), the precondition to realize fully coherent mode is phase synchronization. However, DCAR phase synchronization is influenced unfriendly owning to grid mismatch filtering, strong maneuverability with ceil radars, posture changes and so on. To solve that, a UAV DCAR phase synchronization error estimation method based on prominent scatterers is proposed. It takes advantage of the polynomial iteration method firstly to eliminate phase residual due to grid mismatch filtering, after which it implements DCAR posture compensation in accordance with inertial navigation system information. Then the Taylor estimation method is proposed to estimate the position error, and other phase errors can be derived by utilizing the self-correcting method. Finally, the DCAR system could realize calibration to accomplish phase synchronization. The numerical examples demonstrate the validity of the theoretical results.

Key words: distributed coherent aperture radar (DCAR), phase synchronization, grid mismatch, polynomial iteration, Taylor estimation, position error

中图分类号: