极化分集米波MIMO雷达探测低可观测目标的关键技术研究

现代军事武器普遍采用低可探测技术，而我国现役雷达对低可观测目标的探测能力相对薄弱，因此对其的研究就相当迫切。我们综合探测低可观测目标的有效手段，将米波、MIMO雷达和极化技术结合起来，提出一种新的极化分集米波MIMO雷达，以探测微弱信号、打击低可观测目标。.该项目主要研究极化分集米波MIMO雷达的相关基础理论和探测低可观测目标的关键技术，通过建立适当的信号模型，研究极化敏感MIMO阵列的检测理论和方法、极化域-空域联合谱估计方法和极化捷变自适应技术等，分析极化分集米波MIMO雷达的特点和它在探测低可观测目标、弱信号检测方面的优势，为以后建立实验系统打好理论基础。

综合探测低可观测目标的有效手段，我们将米波、MIMO雷达和极化技术结合起来，提出一种新的极化分集米波MIMO雷达，以探测微弱信号、打击低可观测目标。该项目侧重研究极化分集MIMO雷达的基础理论，已完成计划书中所有的研究内容，共发表学术论文37篇，其中SCI检索7篇，EI检索33篇；申请发明专利5项，授权2项；参加国际和国内学术会议7人次，作分会场报告7场，Poster展示1次；培养博士生3名，硕士生4名。取得的主要学术成果如下：（1）研究了极化分集MIMO雷达的极化域-空域联合表征方法，建立了单极化天线发射、正交偶极子天线接收的极化分集MIMO雷达的信号模型；针对非均匀杂波，利用球不变随机矢量（SIRV）建立了机载MIMO雷达杂波模型，提出了一种修正渐近最大似然（MAML）算法及其广义似然比检测器，结果表明，在非均匀的杂波下，MAGLRT较常规高斯模型检测器具有明显优势。（2）为了改善到达角和极化信息的估计性能，将极化敏感阵列和MIMO雷达相结合提出了单基地极化MIMO雷达，并分别提出了基于ESPRIT算法和MUSIC算法的极化MIMO雷达DOA和极化信息联合估计方法。（3）结合干涉测量理论与简化矢量传感器多输入多输出(MIMO)雷达，提出一种干涉式矢量传感器MIMO雷达的发射方位角、接收方位角和极化联合估计方法，可同时获取MIMO雷达的波形分集和矢量传感器的极化分集，且在不增加阵元数和硬件复杂度情况下大大扩展有效孔径，提高了角度估计精度。（4）针对常规矢量传感器MIMO雷达采用固定发射极化方式、极化信息不能充分利用问题，提出一种CRB最小化的发射极化优化算法来估计目标的波达方向，其估计精度高于采用固定极化的波达方向估计算法，并能保持固定极化波达方向估计算法的两维波达方向估计可自动配对、发射电磁矢量传感器位置可任意的优点。（5）研究了双基地MIMO雷达的高精度角度估计方法，分别了提出了实值ESPRIT方法、波束域求根MUSIC方法、基于非圆信号的共轭ESPRIT算法等，这些方法利用全程实值操作的ESPRIT算法或波束域的转换及求根算法来降低计算量，提高测角精度。（6）针对传统共点式电磁矢量传感器阵元间互耦效应明显、硬件实现困难、波达方向和极化状态角估计性能下降等问题，提出四种分离式电磁矢量传感器阵列结构，并研究其波达方向和（或）极化状态角联合估计问题。