本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種非正交波形下集中式MIMO雷達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)跡融合方法。

背景技術(shù)：

在多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)無(wú)線通信理論取得巨大成功的推動(dòng)下，一種新體制雷達(dá)——MIMO雷達(dá)正逐漸成為雷達(dá)界的研究熱點(diǎn)。廣義上講，MIMO雷達(dá)定義通過(guò)發(fā)射多種信號(hào)(時(shí)域分集、頻域分集)探測(cè)某一信道(即目標(biāo))，并采用相似的多種方式進(jìn)行信號(hào)接收處理的任意雷達(dá)系統(tǒng)，在此定義之下，相控陣?yán)走_(dá)為MIMO雷達(dá)的特例；集中式MIMO雷達(dá)是相控陣?yán)走_(dá)的發(fā)展，并且集中式MIMO雷達(dá)能夠全向發(fā)射信號(hào)，也能夠同時(shí)發(fā)射多波束，而非相控陣?yán)走_(dá)采用聚焦波束輻射能量。相比于傳統(tǒng)雷達(dá)，集中式MIMO雷達(dá)具有工作模式靈活、雷達(dá)的角度分辨力和參數(shù)估計(jì)精度高、對(duì)多徑雜波的抑制性能好的優(yōu)點(diǎn)。

集中式MIMO雷達(dá)發(fā)射非正交波形，包括全相關(guān)和部分相關(guān)波形，形成單個(gè)發(fā)射波束或者多個(gè)發(fā)射波束。在全相關(guān)波形下，集中式MIMO雷達(dá)此時(shí)等效為傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)，即發(fā)射單個(gè)波束，通過(guò)控制發(fā)射相位實(shí)現(xiàn)波束掃描，用于實(shí)現(xiàn)快速目標(biāo)搜索。在部分相關(guān)波形下，在全空域形成若干發(fā)射波束，其中包含一個(gè)掃描波束和若干固定波束。前者用于搜索，后者用于跟蹤，以實(shí)現(xiàn)真正意義上的邊掃描邊跟蹤的工作模式。另外，部分相關(guān)波形下的雷達(dá)各個(gè)陣元發(fā)射部分相關(guān)波形，并在目標(biāo)位置進(jìn)行線性加權(quán)組合進(jìn)而形成后向散射回波，然后將該后向散射回波輻射至雷達(dá)各個(gè)接收陣元并分別進(jìn)行脈沖壓縮處理和其他常規(guī)目標(biāo)檢測(cè)處理。然而，一方面，不同于機(jī)械掃描雷達(dá)，集中式MIMO雷達(dá)隨著天線旋轉(zhuǎn)即可確定目標(biāo)的位置和點(diǎn)跡方位，因此在非正交波形下，需要通過(guò)角度測(cè)量確定各個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的具體位置。另一方面，由于非正交波形下集中式MIMO雷達(dá)包含的陣元的發(fā)射波形各不相同，需要進(jìn)行脈沖綜合，使得集中式MIMO雷達(dá)各個(gè)方位回波的脈壓系數(shù)均不相同，并且在實(shí)際處理中，由于目標(biāo)方位未知，使得非正交波形接收處理中存在脈沖綜合損失，致使傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)上的單脈沖測(cè)角技術(shù)將難以適用。此外，不同波束有可能接收來(lái)自同一目標(biāo)的反射能量，尤其在接收副瓣較高且接收增益存在波動(dòng)的情況下，該現(xiàn)象會(huì)頻繁發(fā)生，直接造成雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)時(shí)的虛警概率提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述非正交波形下集中式MIMO雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種非正交波形下集中式MIMO雷達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)跡過(guò)濾方法，適用于非正交相關(guān)波形下集中式MIMO雷達(dá)的多波束聯(lián)合測(cè)角、點(diǎn)跡過(guò)濾和融合，能夠提高M(jìn)IMO雷達(dá)的目標(biāo)角度測(cè)量精度，降低MIMO雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)的虛警概率。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種非正交波形下集中式MIMO雷達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)跡融合方法，包括以下步驟：

步驟1，建立MIMO雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型，MIMO雷達(dá)的接收陣元的個(gè)數(shù)為N，接收波束的個(gè)數(shù)為L(zhǎng)，威力輻射空域范圍為Ω；

計(jì)算每個(gè)接收波束的中心指向及脈沖壓縮處理系數(shù)；

步驟2，將MIMO雷達(dá)的威力輻射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測(cè)區(qū)域均勻劃分為K個(gè)檢測(cè)子區(qū)域，K表示預(yù)設(shè)的檢測(cè)子區(qū)域個(gè)數(shù)；

對(duì)k和i進(jìn)行初始化，令k＝1，i＝1；

步驟3，利用第i個(gè)接收波束的中心指向計(jì)算得到第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益，進(jìn)而利用第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益，計(jì)算得到第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)；

確定第i個(gè)接收波束的中心指向所在的檢測(cè)子區(qū)域?yàn)榈趉_i個(gè)檢測(cè)子區(qū)域，利用第k_i個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，得到第i個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_i；

其中，目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_i包括檢測(cè)得到的M_i個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的距離、速度以及強(qiáng)度，M_i表示目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_i包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)，M_i為整數(shù)，M_i≥0；

步驟4，令i加1，返回步驟3，直至i＝L，得到L個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D₁，D₂，…D_L；

步驟5，令k加1，返回步驟3，直至k＝K；

對(duì)m進(jìn)行初始化，令m＝1；轉(zhuǎn)至步驟6；

步驟6，利用第m個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)、第m+1個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)、每個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第m個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)以及每個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第m+1個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)，計(jì)算得到第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量，并確定第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量中的最大值max_m和最小值min_m；

利用第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量中的最大值max_m和最小值min_m以及第m+1個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m+1，對(duì)第m個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m包含的M_m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理，并計(jì)算目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m經(jīng)關(guān)聯(lián)處理后各剩余點(diǎn)跡的角度測(cè)量值，得到第m個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合

步驟7，令m加1，返回步驟6，直至m＝L-1，得到前L-1個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合

根據(jù)MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形，確定第L個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合

對(duì)l進(jìn)行初始化，令l＝1，轉(zhuǎn)至步驟8；

步驟8，對(duì)于第l個(gè)接收波束，利用其余L-1個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合，對(duì)第l個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合進(jìn)行點(diǎn)跡過(guò)濾得到第l個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_l；其中，其余L-1個(gè)接收波束為L(zhǎng)個(gè)接收波束中除第l個(gè)接收波束之外的L-1個(gè)接收波束；

步驟9，令l加1，返回步驟8，直至l＝L，得到L個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′₁，D′₂，…，D′_L；

利用L個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′₁，D′₂，…，D′_L進(jìn)行點(diǎn)跡融合，得到一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)全部L個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列

基于本發(fā)明上述方案，能夠?qū)崿F(xiàn)非正交相關(guān)波形下集中式MIMO雷達(dá)的多波束聯(lián)合測(cè)角、點(diǎn)跡過(guò)濾和融合，提高M(jìn)IMO雷達(dá)的目標(biāo)角度測(cè)量精度，降低MIMO雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)的虛警概率。此外，本發(fā)明還具有如下有益效果：(1)靈活性：本發(fā)明方法能夠根據(jù)實(shí)際信號(hào)處理能力，靈活增加或減少接收波位個(gè)數(shù)，并在滿足相鄰波位3dB空域覆蓋范圍相鄰接的情況下，減少所需接收波束個(gè)數(shù)，進(jìn)而降低硬件復(fù)雜度；(2)可靠性：本發(fā)明方法通過(guò)和差比和角度區(qū)間雙重條件，保證了測(cè)角結(jié)果的準(zhǔn)確性，并使用了多波束聯(lián)合點(diǎn)跡過(guò)濾和點(diǎn)跡融合，降低了雷達(dá)的虛警概率；(3)實(shí)時(shí)性強(qiáng)：本發(fā)明方法能夠離線設(shè)計(jì)角度查找表，并根據(jù)確定的接收波位提前進(jìn)行脈沖綜合增益損失補(bǔ)償，還能夠采用查表的方式實(shí)現(xiàn)角度測(cè)量，相比于其他計(jì)算實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的一種正交波形下MIMO雷達(dá)目標(biāo)的多波束聯(lián)合測(cè)角、點(diǎn)跡過(guò)濾和點(diǎn)跡融合方法流程圖；

圖2是本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)中采用的一維等距線性陣列模型的示意圖；

圖3是本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)中采用的全相關(guān)波形的波形示意圖；

圖4是本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)中采用的部分相關(guān)波形的波形示意圖；

圖5是本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)中采用的全相關(guān)波形合成的全空域功率輻射方向圖；

圖6是本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)中采用的部分相關(guān)波形合成的全空域功率輻射方向圖；

圖7是本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)在全相關(guān)仿真時(shí)設(shè)計(jì)的目標(biāo)回波脈沖壓縮結(jié)果示意圖；

圖8是本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)在部分相關(guān)仿真時(shí)設(shè)計(jì)的目標(biāo)回波脈沖壓縮結(jié)果示意圖；

圖9是本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)在全相關(guān)波形下仿真時(shí)利用本發(fā)明方法最終上報(bào)的點(diǎn)跡的距離-方位分布示意圖；

圖10是本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)在部分相關(guān)波形下仿真時(shí)利用本發(fā)明方法最終上報(bào)的點(diǎn)跡的距離-方位分布示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明的一種非正交波形下集中式MIMO雷達(dá)目標(biāo)的點(diǎn)跡過(guò)濾方法，包括以下步驟：

步驟1，建立MIMO雷達(dá)在笛卡爾坐標(biāo)系中的幾何模型，計(jì)算每個(gè)接收波束的中心指向及脈沖壓縮處理系數(shù)。

其中，在所建立的幾何模型中，接收陣元的個(gè)數(shù)為N，接收波束的個(gè)數(shù)為L(zhǎng)，雷達(dá)威力輻射空域范圍為Ω，第n個(gè)接收陣元的位置矢量為p_n，第n個(gè)接收陣元的發(fā)射信號(hào)為s_n，n∈{1，2，…，N}，第i個(gè)接收波束的傳播矢量為d_i，i依次取1到L之間的所有整數(shù)。

本發(fā)明實(shí)施例的一種具體的實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì)于L個(gè)接收波束中的任一接收波束-第i接收波束，計(jì)算第i個(gè)接收波束的中心指向，具體包括以下步驟：

(1a)確定各接收陣元的位置矢量在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維和俯仰維的投影，進(jìn)而利用全部N個(gè)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影計(jì)算得到MIMO雷達(dá)的水平天線孔徑長(zhǎng)度以及利用全部N個(gè)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維的投影計(jì)算得到MIMO雷達(dá)的俯仰維天線孔徑長(zhǎng)度

其中，p_nx表示第n個(gè)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影，p_(n-1)x表示第n-1個(gè)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影，p_nz表示第n個(gè)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維的投影，p_(n-1)z表示第n-1個(gè)接收陣元在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維的投影，∑表示求和操作。

(1b)利用水平天線孔徑長(zhǎng)度B，計(jì)算得到MIMO雷達(dá)的水平維3dB波束寬度γ；以及，利用俯仰維天線孔徑長(zhǎng)度C，計(jì)算得到MIMO雷達(dá)的俯仰維3dB波束寬度

其中，需要說(shuō)明的是，3dB波束寬度是指笛卡爾坐標(biāo)系中雷達(dá)接收增益下降至最大值的時(shí)對(duì)應(yīng)的雷達(dá)接收角度區(qū)間的寬度。

具體地，雷達(dá)水平維的3dB波束寬度γ和雷達(dá)俯仰維的3dB波束寬度的表達(dá)式分別為：

其中，λ表示雷達(dá)波長(zhǎng)，且c表示電磁波傳播速度，f_c表示雷達(dá)的發(fā)射頻率。

(1c)確定雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影Ω_γ和俯仰維的投影進(jìn)而利用雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影Ω_γ和MIMO雷達(dá)的水平維3dB波束寬度γ，計(jì)算得到方位維所需接收波束個(gè)數(shù)N_γ，以及，利用雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中俯仰維的投影和MIMO雷達(dá)的俯仰維3dB波束寬度計(jì)算得到俯仰維所需接收波束個(gè)數(shù)

具體地，方位維所需接收波束個(gè)數(shù)N_γ和俯仰維所需接收波束個(gè)數(shù)的表達(dá)式分別為：

其中，表示向上取整。

(1d)利用雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω在笛卡爾坐標(biāo)系中方位維的投影Ω_γ、俯仰維的投影方位維所需接收波束個(gè)數(shù)N_γ以及俯仰維所需接收波束個(gè)數(shù)計(jì)算得到第i個(gè)接收波束的中心指向。

其中，第i個(gè)接收波束的中心指向θ_i表達(dá)式為：

式中，γ_i表示第i個(gè)接收波束的中心指向在方位維的投影，表示第i個(gè)接收波束的中心指向在俯仰維的投影。

本發(fā)明實(shí)施例的一種具體的實(shí)現(xiàn)方式中，步驟1中，計(jì)算第i個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)，第i接收波束為L(zhǎng)個(gè)接收波束中的任一接收波束，具體可以包括：

若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為部分相關(guān)波形，則根據(jù)第i個(gè)接收波束的中心指向和傳播矢量以及全部N個(gè)接收陣元的發(fā)射信號(hào)和位置矢量，計(jì)算得到第i個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)

若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為全相關(guān)波形，則根據(jù)參考陣元的發(fā)射信號(hào)計(jì)算得到第i個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)c_i＝fliplr(s₀)^*。

其中，fliplr(·)表示序列反序操作，d_i表示第i個(gè)接收波束的傳播矢量，s₀表示參考陣元的發(fā)射信號(hào)，s_n表示第n個(gè)接收陣元的發(fā)射信號(hào)，·表示點(diǎn)積運(yùn)算，上標(biāo)*表示共軛操作。

需要說(shuō)明的是，雷達(dá)的發(fā)射波形是根據(jù)當(dāng)前雷達(dá)系統(tǒng)的工作模式從預(yù)先存儲(chǔ)的波形庫(kù)中實(shí)時(shí)加載的一組波形信號(hào)。若雷達(dá)的發(fā)射波形為部分相關(guān)波形，則每個(gè)陣元的發(fā)射信號(hào)相互獨(dú)立，因此需要根據(jù)每個(gè)接收波束的中心指向和全部N個(gè)接收陣元的發(fā)射信號(hào)，計(jì)算得到該接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)；若雷達(dá)的發(fā)射波形為全相關(guān)波形，則各個(gè)陣元發(fā)射的基帶波形僅存在初相差異，因此可直接根據(jù)參考陣元的發(fā)射信號(hào)構(gòu)造得到該接收波束的脈壓系數(shù)。

步驟2，將雷達(dá)威力輻射空域范圍Ω對(duì)應(yīng)的檢測(cè)區(qū)域均勻劃分為K個(gè)檢測(cè)子區(qū)域，對(duì)k和i進(jìn)行初始化，令k＝1，i＝1。

示例性的，假設(shè)雷達(dá)威力輻射空域范圍對(duì)應(yīng)的檢測(cè)區(qū)域?yàn)閇-90°，90°]，且預(yù)設(shè)的檢測(cè)子區(qū)域個(gè)數(shù)K＝181，則可以1°為間隔將該檢測(cè)區(qū)域劃分為181個(gè)檢測(cè)子區(qū)域。

步驟3，利用第i個(gè)接收波束的中心指向計(jì)算得到第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益，進(jìn)而利用第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益，計(jì)算得到第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)；以及，確定第i個(gè)接收波束的中心指向所在的檢測(cè)子區(qū)域?yàn)榈趉_i個(gè)檢測(cè)子區(qū)域，利用第k_i個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，得到第i個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合Di。

其中，目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_i包括檢測(cè)得到的M_i個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的距離、速度以及強(qiáng)度，M_i表示目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_i包含的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)，M_i為整數(shù)，M_i≥0。

需要說(shuō)明的是，第i個(gè)接收波束的中心指向所在的檢測(cè)子區(qū)域即K個(gè)檢測(cè)子區(qū)域中檢測(cè)范圍包含第i個(gè)接收波束的中心指向的檢測(cè)子區(qū)域。示例性的，假設(shè)雷達(dá)威力輻射空域范圍對(duì)應(yīng)的檢測(cè)區(qū)域?yàn)閇-90°，90°]，并且以1°為間隔將該檢測(cè)區(qū)域劃分為181個(gè)檢測(cè)子區(qū)域，同時(shí)雷達(dá)的某一個(gè)接收波束的中心指向?yàn)?°，則該接收波束指向中心所在的檢測(cè)子區(qū)域即為181個(gè)檢測(cè)子區(qū)域中的第91個(gè)檢測(cè)子區(qū)域，即該接收波束對(duì)應(yīng)的k_i為91。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在目標(biāo)檢測(cè)中，具體處理過(guò)程取決于實(shí)際應(yīng)用中的具體雷達(dá)體制。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)雷達(dá)為相參雷達(dá)時(shí)，目標(biāo)檢測(cè)的處理過(guò)程為：對(duì)接收合成信號(hào)依次進(jìn)行脈沖壓縮處理、相參積累處理和恒虛警處理；當(dāng)雷達(dá)為非相參雷達(dá)時(shí)，則目標(biāo)檢測(cè)的處理過(guò)程為：對(duì)接收合成信號(hào)依次進(jìn)行脈沖壓縮處理、非相參積累處理和恒虛警處理。

具體地，步驟3中，利用第i個(gè)接收波束的中心指向計(jì)算得到第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益，進(jìn)而利用第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益，計(jì)算第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)，包括以下子步驟：

(3a)根據(jù)第i個(gè)接收波束的中心指向，確定第i個(gè)接收波束的傳播矢量，進(jìn)而利用第i個(gè)接收波束的傳播矢量以及全部N個(gè)接收陣元的位置矢量，計(jì)算得到第i個(gè)接收波束的加權(quán)矢量w_i＝{w_i1 wi₂ … w_in … w_iN}。

其中，w_in表示第i個(gè)接收波束的加權(quán)矢量w_i的第n個(gè)元素，n∈{1，2，…，N}，N表示笛卡爾坐標(biāo)系中的接收陣元個(gè)數(shù)，L表示笛卡爾坐標(biāo)系中的接收波束個(gè)數(shù)，p_n表示第n個(gè)接收陣元的位置矢量，表示第i個(gè)接收波束的傳播矢量，γ_i表示第i個(gè)接收波束的中心指向在方位維的投影，表示第i個(gè)接收波束的中心指向在俯仰維的投影，λ表示雷達(dá)波長(zhǎng)，·表示點(diǎn)積運(yùn)算。

(3b)根據(jù)第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的中心指向，確定第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的傳播矢量，進(jìn)而利用第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的傳播矢量及第i個(gè)接收波束的加權(quán)矢量w_i，計(jì)算得到第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益。

其中，第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的傳播矢量為k∈{1，2，…，K}，γ_k表示第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的中心指向在方位維的投影，表示第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的中心指向在俯仰維的投影；第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益為p_n表示第n個(gè)接收陣元的位置矢量，w_in表示第i個(gè)接收波束的加權(quán)矢量的第n個(gè)元素，λ表示雷達(dá)波長(zhǎng)。

(3c)利用第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的傳播矢量、第i個(gè)接收波束的傳播矢量、每個(gè)接收陣元的發(fā)射信號(hào)及位置矢量，計(jì)算得到第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的方位合成信號(hào)，并對(duì)該方位合成信號(hào)進(jìn)行后向散射操作，得到第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域?qū)?yīng)的經(jīng)后向散射操作后的方位合成信號(hào)。

其中，第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的方位合成信號(hào)的表達(dá)式為：

式中，c_k表示第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的方位合成信號(hào)，s_n表示第n個(gè)接收陣元的發(fā)射信號(hào)，p_n表示第n個(gè)接收陣元的位置矢量，d_k表示第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的傳播矢量，d_i表示第i個(gè)接收波束的傳播矢量，λ表示雷達(dá)波長(zhǎng)。

(3d)利用第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域?qū)?yīng)的經(jīng)后向散射操作后的方位合成信號(hào)以及第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益，計(jì)算得到第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)。

具體來(lái)說(shuō)，即是利用第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益對(duì)第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域?qū)?yīng)的經(jīng)后向散射操作后的方位合成信號(hào)進(jìn)行陣列加權(quán)，以得到第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)。

具體的，第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)的表達(dá)式為：

式中，表示第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第i個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)，c_k表示第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域?qū)?yīng)的經(jīng)后向散射操作后的方位合成信號(hào)，g_i(k)表示第i個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益。

步驟4，令i加1，返回步驟3，直至i＝L，得到L個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D₁，D₂，…D_L。

步驟5，令k加1，返回步驟3，直至k＝K；對(duì)m進(jìn)行初始化，令m＝1；轉(zhuǎn)至步驟6。

步驟6，利用第m個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)、第m+1個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)、每個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第m個(gè)接收波束和第m+1個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)，計(jì)算得到第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量，并確定第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量中的最大值max_m和最小值min_m；利用第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量中的最大值max_m和最小值min_m以及第m+1個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m+1，對(duì)第m個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m包含的M_m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理，并計(jì)算目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m經(jīng)關(guān)聯(lián)處理后各剩余點(diǎn)跡的角度測(cè)量值，得到第m個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合

需要說(shuō)明的是，若發(fā)射波形為全相關(guān)波形，則在只需在第一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)執(zhí)行一次步驟6；而若發(fā)射波形為部分相關(guān)波形，則需要在每個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)都執(zhí)行一次步驟6以重新確定當(dāng)前接收波束對(duì)應(yīng)的角度測(cè)量查找向量中的最大值和最小值，進(jìn)而利用角度測(cè)量查找向量中的最大值和最小值進(jìn)行點(diǎn)跡關(guān)聯(lián)。

具體的，步驟6中，利用第m個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)、第m+1個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)、每個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第m個(gè)接收波束和第m+1個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的接收合成信號(hào)，計(jì)算得到第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量，并確定第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量中的最大值max_m和最小值min_m，具體可以包括以下子步驟；

(6a-1)利用第m個(gè)接收波束在各檢測(cè)子區(qū)域的增益，構(gòu)造得到第m個(gè)接收波束的增益向量g_m＝[g_m(1) g_m(2) … g_m(k) … g_m(K)]；以及，利用第m+1個(gè)接收波束在各檢測(cè)子區(qū)域的增益，構(gòu)造得到第m+1個(gè)接收波束的增益向量g_m+1＝[g_m+1(1) g_m+1(2) … g_m+1(k) … g_m+1(K)]；

確定當(dāng)前相干處理時(shí)間內(nèi)MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形：若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為部分相關(guān)波形，則轉(zhuǎn)至步驟(6a-2)；若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為全相關(guān)波形，則轉(zhuǎn)至步驟(6a-5)。

其中，g_m(k)表示第m個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益，g_m+1(k)表示第m+1個(gè)接收波束在第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域的增益，k∈{1，2，…，K}。

(6a-2)利用第m個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)c_m，對(duì)第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第m個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的方位向合成信號(hào)進(jìn)行脈沖壓縮處理，得到第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域?qū)?yīng)的第m個(gè)接收波束的脈壓信號(hào)以及，利用第m+1個(gè)接收波束的脈沖壓縮處理系數(shù)c_m+1，對(duì)第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域以第m+1個(gè)接收波束的中心指向?yàn)榛鶞?zhǔn)的方位向合成信號(hào)進(jìn)行脈沖壓縮處理，得到第k個(gè)檢測(cè)子區(qū)域?qū)?yīng)的第m+1個(gè)接收波束的脈壓信號(hào)k取1到K之間的所有整數(shù)值；

轉(zhuǎn)至步驟(6a-3)。

(6a-3)利用每個(gè)檢測(cè)子區(qū)域?qū)?yīng)的第m個(gè)接收波束的脈壓信號(hào)，計(jì)算得到第m個(gè)接收波束的脈沖綜合損失加權(quán)向量I_m＝[I_m，1 I_m，2 … I_m，k … I_m，K]，以及，利用每個(gè)檢測(cè)子區(qū)域?qū)?yīng)的第m+1個(gè)接收波束的脈壓信號(hào)，計(jì)算得到第m+1個(gè)接收波束的脈沖綜合損失加權(quán)向量I_m+1＝[I_m+1，1 I_m+1，2 … I_m+1，k … I_m+1，K]

轉(zhuǎn)至步驟(6a-4)。

其中，I_m，k表示I_m的第k個(gè)元素，I_m+1，k表示I_m+1的第k個(gè)元素，|·|表示取模值操作，max{}表示取最大值操作。

即，將K個(gè)檢測(cè)子區(qū)域各自對(duì)應(yīng)的第m個(gè)接收波束的脈壓信號(hào)模值中的最大值作為第m個(gè)接收波束的脈沖綜合損失加權(quán)向量I_m，k中的對(duì)應(yīng)元素，以及將K個(gè)檢測(cè)子區(qū)域各自對(duì)應(yīng)的第m+1個(gè)接收波束的脈壓信號(hào)模值中的最大值作為第m+1個(gè)接收波束的脈沖綜合損失加權(quán)向量I_m+1，k中的對(duì)應(yīng)元素。

(6a-4)利用第m個(gè)接收波束的增益向量g_m以及第m個(gè)接收波束的脈沖綜合損失加權(quán)向量I_m，計(jì)算得到第m個(gè)接收波束的實(shí)際增益向量以及，利用第m+1個(gè)接收波束的增益向量g_m+1以及第m+1個(gè)接收波束的脈沖綜合損失加權(quán)向量I_m+1，計(jì)算得到第m+1個(gè)接收波束的實(shí)際增益向量

轉(zhuǎn)至步驟(6a-6)。

其中，⊙表示Hadamard乘積。

(6a-5)將第m個(gè)接收波束的增益向量g_m確定為第m個(gè)接收波束的實(shí)際增益向量以及，將第m+1個(gè)接收波束的增益向量g_m+1確定為第m+1個(gè)接收波束的實(shí)際接收波束增益

轉(zhuǎn)至步驟(6a-6)。

其中，需要說(shuō)明的是，當(dāng)雷達(dá)的發(fā)射波形為全相關(guān)波形時(shí)，由于全向脈壓系數(shù)相同，因此無(wú)需進(jìn)行增益補(bǔ)償，第m個(gè)接收波束的增益向量g_m即為第m個(gè)接收波束的實(shí)際增益向量

(6a-6)利用第m個(gè)接收波束的實(shí)際增益向量和第m+1個(gè)接收波束的實(shí)際增益向量分別計(jì)算得到第m個(gè)接收波束與第m+1個(gè)接收波束之間的和波束向量以及第m個(gè)接收波束與第m+1個(gè)接收波束之間的差波束向量

其中，表示第m個(gè)接收波束的實(shí)際增益向量，表示第m+1個(gè)接收波束的實(shí)際增益向量。

(6a-7)根據(jù)和波束向量∑_m以及差波束向量Δ_m，得到和波束向量∑_m(Θ_m)及差波束向量Δ_m(Θ_m)，進(jìn)而利用和波束向量∑_m(Θ_m)及差波束向量Δ_m(Θ_m)計(jì)算得到第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量r_m(Θ_m)；

轉(zhuǎn)至步驟(6a-8)。

其中，θ_m≤Θ_m≤θ_m+1，θ_m表示第m個(gè)接收波束的中心指向，θ_m+1表示第m+1個(gè)接收波束的中心指向，Δ_m(Θ_m)表示空域覆蓋范圍Θ_m內(nèi)第m個(gè)接收波束與第m+1個(gè)接收波束之間的差波束向量的相應(yīng)元素構(gòu)成的向量，∑_m(Θ_m)表示空域覆蓋范圍Θ_m內(nèi)第m個(gè)接收波束與第m+1個(gè)接收波束之間的和波束向量的相應(yīng)元素構(gòu)成的向量，第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量r_m(Θ_m)表達(dá)式為：

r_m(Θ_m)＝Δ_m(Θ_m)./∑_m(Θ_m)，

式中，./表示向量點(diǎn)除運(yùn)算。

(6a-8)確定第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量中的最大值max_m＝max{r_m(Θ_m)}和第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量中的最小值min_m＝min{r_m(Θ_m)}。

具體的，步驟6中，利用第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量中的最大值max_m和最小值min_m以及第m+1個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m+1，對(duì)第m個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m包含的M_m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡進(jìn)行關(guān)聯(lián)處理，并計(jì)算目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m經(jīng)關(guān)聯(lián)處理后各剩余點(diǎn)跡的角度測(cè)量值，得到第m個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合具體包括以下子步驟：

(6b-1)對(duì)全部L個(gè)接收波束中的每個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合進(jìn)行擴(kuò)充，為每個(gè)接收波數(shù)的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合中各目標(biāo)點(diǎn)跡增加角度測(cè)量值及目標(biāo)標(biāo)志位，并將各目標(biāo)點(diǎn)跡的角度測(cè)量值和目標(biāo)標(biāo)志位初始化為0。

(6b-2)對(duì)m′進(jìn)行初始化，令m′＝1。

其中，m′表示第m個(gè)接收波束的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m的M_m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡中的第m′個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡。

(6b-3)判斷目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m+1中是否存在與目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′具有相同距離和速度的目標(biāo)點(diǎn)跡

若目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m+1中存在與目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m包含的第m′個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′具有相同距離和速度的目標(biāo)點(diǎn)邊說(shuō)明目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′和目標(biāo)點(diǎn)跡來(lái)自同一目標(biāo)的后向散射，則判斷MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形：若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為全相關(guān)波形，則轉(zhuǎn)至步驟(6b-4)；若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為部分相關(guān)波形，則判斷目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的目標(biāo)標(biāo)志位的取值：若目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的目標(biāo)標(biāo)志位f_m′＝2或者f_m′＝1，說(shuō)明目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′已與第m-1個(gè)接收波束相關(guān)聯(lián)，則將目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位置為2，并舍棄目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m中的第m′個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′，轉(zhuǎn)至步驟(6b-5)；若目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的目標(biāo)標(biāo)志位f_m′＝0，說(shuō)明目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′是新出現(xiàn)的目標(biāo)點(diǎn)跡，則將目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位置為1，轉(zhuǎn)至步驟(6b-4)；

若目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m+1中不存在與目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m包含的第m′個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′具有相同距離和速度的目標(biāo)點(diǎn)跡說(shuō)明檢測(cè)到的目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′為虛警結(jié)果，非目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，則判斷MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形：若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為全相關(guān)波形，則舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′，轉(zhuǎn)至步驟(6b-5)；若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為部分相關(guān)波形，則判斷目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的目標(biāo)標(biāo)志位f_m′的取值：若目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的目標(biāo)標(biāo)志位f_m′＝2或者f_m′＝1，說(shuō)明目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′已經(jīng)與第m-1個(gè)接收波束相關(guān)聯(lián)，則舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′；若目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的目標(biāo)標(biāo)志位f_m′＝0，說(shuō)明目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′是新出現(xiàn)的目標(biāo)點(diǎn)跡，并且由于目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′存在于第m個(gè)接收波束內(nèi)，因此將第m個(gè)接收波束的中心指向θ_m作為目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的角度測(cè)量值θ_m′，即令θ_m′＝θ_m，并轉(zhuǎn)至步驟(6b-5)。

其中，需要說(shuō)明的是，步驟(5b)中所述的舍棄目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m中的第m′個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′指將第m′個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′從目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m中刪除。并且，在本發(fā)明實(shí)施中，所述的舍棄某一目標(biāo)點(diǎn)跡均指從其所屬的集合中刪除該目標(biāo)點(diǎn)跡。

(6b-4)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′和目標(biāo)點(diǎn)跡的和差比r_m′，并判斷和差比r_m′是否在區(qū)間[min_m，max_m]內(nèi)：若和差比r_m′在區(qū)間[min_m，max_m]內(nèi)，則利用第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量r_m(Θ_m)以及和差比r_m′，計(jì)算得到目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的角度測(cè)量值θ_m′；若和差比r_m′不在區(qū)間[min_m，max_m]內(nèi)，則舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′，并轉(zhuǎn)至步驟(6b-5)。

其中，和差比r_m′的表達(dá)式為：g_m′表示目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的強(qiáng)度，表示目標(biāo)點(diǎn)跡的強(qiáng)度，max_m表示第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量r_m(Θ_m)中的最大值，min_m表示第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量r_m(Θ_m)中的最小值。

具體來(lái)說(shuō)，步驟(6b-4)中，利用第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量r_m(Θ_m)以及和差比r_m′，計(jì)算得到目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的角度測(cè)量值θ_m′，具體可以包括：

利用和差比r_m′分別減去第m個(gè)接收波束的角度測(cè)量查找向量r_m(Θ_m)中的每一項(xiàng)，得到目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的角度差值向量Δr；

確定目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的角度差值向量Δr中模值最小的元素所對(duì)應(yīng)的索引index_m′，進(jìn)而將角度測(cè)量查找向量r_m(Θ_m)中與索引index_m′相同位置的角度測(cè)量值確定為目標(biāo)點(diǎn)跡d_m′的角度測(cè)量值θ_m′。

(6b-5)令m′加1，返回步驟(6b-3)，直至m′＝M_m，得到經(jīng)關(guān)聯(lián)處理后目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m中各剩余點(diǎn)跡的角度測(cè)量值，經(jīng)關(guān)聯(lián)處理后目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果集合D_m中的剩余點(diǎn)跡即構(gòu)成第m個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合

步驟7，令m加1，返回步驟6，直至m＝L-1，得到前L-1個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合根據(jù)所述MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形，確定第L個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合對(duì)l進(jìn)行初始化，令l＝1，轉(zhuǎn)至步驟8。

其中，步驟7中，根據(jù)MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形，確定第L個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合具體包括：

判斷MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形：

若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為全相關(guān)波形，則令第L個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合為空集；

若MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為部分相關(guān)波形，則判斷第L個(gè)接收波束的檢測(cè)結(jié)果集合D_L是否為空集：若第L個(gè)接收波束的檢測(cè)結(jié)果集合D_L為空集，則令第L個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合為空集；若第L個(gè)接收波束的檢測(cè)結(jié)果集合D_L不為空集，則執(zhí)行以下步驟：

(7a)初始化：令p＝1。

其中，p表示第L個(gè)接收波束的檢測(cè)結(jié)果集合D_L包含的M_L個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡中第p個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡，p也表示迭代次數(shù)。

(7b)判斷第L個(gè)接收波束的檢測(cè)結(jié)果集合D_L包含的M_L個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡中第p個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_p的標(biāo)志位的取值：若或者說(shuō)明目標(biāo)點(diǎn)跡d_p已經(jīng)與第L-1個(gè)接收波束中的點(diǎn)跡相關(guān)聯(lián)，則舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡d_p；若f_p＝0，則將第L個(gè)接收波束的中心指向θ_L作為目標(biāo)點(diǎn)跡d_p的角度測(cè)量值θ_p，即令θ_p＝θ_L。

(7c)令p加1，重復(fù)步驟(6b)，直至p＝M_L，得到第L個(gè)接收波束的檢測(cè)結(jié)果集合D_L中各剩余目標(biāo)點(diǎn)跡的角度測(cè)量值，進(jìn)而利用第L個(gè)接收波束的檢測(cè)結(jié)果集合D_L中的各剩余目標(biāo)點(diǎn)跡構(gòu)成第m個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合

步驟8，對(duì)于第l個(gè)接收波束，利用其余L-1個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合，對(duì)第l個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合進(jìn)行點(diǎn)跡過(guò)濾得到第l個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_l。

其中，所述其余L-1個(gè)接收波束為L(zhǎng)個(gè)接收波束中除第l個(gè)接收波束之外的L-1個(gè)接收波束。

具體的，步驟8包括以下子步驟：

(8a)對(duì)于目標(biāo)點(diǎn)跡集合中的任一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d，確定與目標(biāo)點(diǎn)跡d對(duì)應(yīng)的第一點(diǎn)跡集合中強(qiáng)度最大的目標(biāo)點(diǎn)跡：若該強(qiáng)度最大的目標(biāo)點(diǎn)跡是目標(biāo)點(diǎn)跡d，則保留目標(biāo)點(diǎn)跡d；若該強(qiáng)度最大的目標(biāo)點(diǎn)跡不是目標(biāo)點(diǎn)跡d，則舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡d；從而得到第l個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合

其中，對(duì)于目標(biāo)點(diǎn)跡集合中的任一目標(biāo)點(diǎn)跡d，與其對(duì)應(yīng)的第一點(diǎn)跡集合為目標(biāo)點(diǎn)跡d和其余L-1個(gè)接收波束的含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合中與目標(biāo)點(diǎn)跡d具有相同距離和速度的多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡組成的點(diǎn)跡集合。

(8b)根據(jù)MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形，確定MIMO雷達(dá)系統(tǒng)接收波位的空域覆蓋范圍。

其中，需要說(shuō)明的是，當(dāng)MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為全相關(guān)波形時(shí)，則當(dāng)前MIMO雷達(dá)系統(tǒng)采用一個(gè)發(fā)射波位，且該發(fā)射波位的中心指向?qū)?yīng)一個(gè)接收波位，利用該發(fā)射波位的中心指向即可計(jì)算得到接收波位的空域覆蓋范圍；當(dāng)MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為部分相關(guān)波形時(shí)，則當(dāng)前MIMO雷達(dá)系統(tǒng)采用多個(gè)發(fā)射波位，且每個(gè)發(fā)射波位的中心指向均對(duì)應(yīng)一個(gè)接收波位，利用每個(gè)發(fā)射波位的中心指向即可計(jì)算得到該發(fā)射波位對(duì)應(yīng)的接收波位的空域覆蓋范圍。

即，步驟(8b)具體可以包括：

當(dāng)MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為全相關(guān)波形時(shí)，確定當(dāng)前MIMO雷達(dá)系統(tǒng)所采用的一個(gè)發(fā)射波位的中心指向，利用該發(fā)射波位的中心指向確定MIMO雷達(dá)系統(tǒng)接收波位的空域覆蓋范圍；

當(dāng)MIMO雷達(dá)的發(fā)射波形為部分相關(guān)波形時(shí)，確定當(dāng)前MIMO雷達(dá)系統(tǒng)所采用的M個(gè)發(fā)射波位中每個(gè)發(fā)射波位的中心指向，利用每個(gè)發(fā)射波位的中心指向確定MIMO雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)接收波位的空域覆蓋范圍。

其中，M為整數(shù)，M≥2。

雷達(dá)系統(tǒng)可能的發(fā)射波位中心表示為j∈{1，2，…，L-1}，即共有L-1個(gè)可能的發(fā)射波位。其中，γ_j表示第j個(gè)發(fā)射波束的中心指向在方位維的投影，表示第j個(gè)發(fā)射波束的中心指向在俯仰維的投影。

具體的，利用MIMO雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射波位的中心指向確定MIMO雷達(dá)系統(tǒng)接收波位的空域覆蓋范圍，包括：

利用發(fā)射波位的中心指向、雷達(dá)水平維的3dB波束寬度γ以及雷達(dá)俯仰維的3dB波束寬度計(jì)算得到接收波位的3dB空域范圍

其中，Ω_iγ表示接收波位的3dB空域范圍Ω_i在方位維的投影，表示接收波位的3dB空域范圍Ω_i在俯仰維的投影，γ′表示發(fā)射波位的中心指向在方位維的投影，表示發(fā)射波位的中心指向在俯仰維的投影，γ表示雷達(dá)水平維的3dB波束寬度，表示雷達(dá)俯仰維的3dB波束寬度。

(8c)對(duì)于第l個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合中的任一目標(biāo)點(diǎn)跡，判斷其角度測(cè)量值是否在MIMO雷達(dá)系統(tǒng)接收波位的空域覆蓋范圍內(nèi)，若不在則舍棄該目標(biāo)點(diǎn)跡，若在則保留該目標(biāo)點(diǎn)跡，從而得到第l個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_l。

步驟9，令l加1，返回步驟8，直至l＝L，得到L個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′₁，D′₂，…，D′_L；利用L個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′₁，D′₂，…，D′_L進(jìn)行點(diǎn)跡融合，得到一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)全部L個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列

步驟9中，利用L個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′₁，D′₂，…，D′_L進(jìn)行點(diǎn)跡融合，得到一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)全部L個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列具體包括以下子步驟：

(9a)初始化：將j和n′的初始化為1，并將L個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′₁，D′₂，…，D′_L中各目標(biāo)點(diǎn)跡集合中的所有目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位均重置為0。

(9b)判斷目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_j是否為空集：若目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_j不為空集，則轉(zhuǎn)至步驟(9c)；若目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_j為空集，則轉(zhuǎn)至步驟(9e)；

(9c)判斷目標(biāo)點(diǎn)跡集合中的第n′個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′的目標(biāo)標(biāo)志位f_n′是否等于2：若f_n′等于2，則表明目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′為多余目標(biāo)點(diǎn)跡，因此舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′，并轉(zhuǎn)至步驟(9d)；若f_n′不等于2，則轉(zhuǎn)至子步驟(9f)；

(9d)令n′加1，重復(fù)步驟(8c)，直至表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合中的目標(biāo)點(diǎn)跡總數(shù)，即完成對(duì)目標(biāo)點(diǎn)跡集合的目標(biāo)點(diǎn)跡融合，得到第j個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的角度測(cè)量值集合轉(zhuǎn)至步驟(9e)；

(9e)令j加1，返回至步驟(8b)，直至j＝L-1，得到第1個(gè)至第L-1個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的角度測(cè)量值集合轉(zhuǎn)至步驟(9h)。

(9f)確定第j+1個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_j+1中是否存在與目標(biāo)點(diǎn)跡集合中的第n′個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的N_d個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡若目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_j+1中存在與目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的N_d個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡則保留目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′，轉(zhuǎn)至步驟(9g)；若目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_j+1中不存在與目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′滿足預(yù)設(shè)關(guān)系的目標(biāo)點(diǎn)跡，則進(jìn)一步判斷目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′的目標(biāo)標(biāo)志位f_n′是否等于1：若f_n′等于1，則保留目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′；若f_n′不等于1，則舍棄目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′，并返回步驟(9d)。

其中，N_d≥1，所述預(yù)設(shè)關(guān)系包括如下公式：

式中，d_n′(1)表示目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′的距離，表示目標(biāo)點(diǎn)跡的距離，d_n′(2)表示目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′的速度，表示目標(biāo)點(diǎn)跡的速度，d_n′(4)表示目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′的角度測(cè)量值，表示目標(biāo)點(diǎn)跡的角度測(cè)量值，δ_R表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)距離誤差值，表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)速度誤差值，δ_θ表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)角度測(cè)量誤差值。

優(yōu)選的，δ_R＝5，δ_θ＝1°，表示目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′和目標(biāo)點(diǎn)跡的距離單元間隔在5個(gè)距離門以內(nèi)、速度間隔在3個(gè)多普勒通道以內(nèi)、角度間隔在1°以內(nèi)，認(rèn)為目標(biāo)點(diǎn)跡d_n′和目標(biāo)點(diǎn)跡屬于同一目標(biāo)。

(9g)判斷N_d是否等于1：若N_d＝1，則將第j+1個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合D′_j+1中的該目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位置為1，并返回至步驟(9d)；若N_d≠1，則將N_d個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡中強(qiáng)度最大的目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位置為1，其余N_d-1個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位均置為2，返回至步驟(9d)。

(9h)判斷第L個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合是否為空集：

若目標(biāo)點(diǎn)跡集合為空集，則利用第1個(gè)至第L-1個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的角度測(cè)量值集合得到為一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列

若目標(biāo)點(diǎn)跡集合不為空集，則對(duì)于目標(biāo)點(diǎn)跡集合中的任一目標(biāo)點(diǎn)跡，判斷該目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位是否等于2：若該目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位等于2，則表明該目標(biāo)點(diǎn)跡為多余點(diǎn)跡，因此舍棄該目標(biāo)點(diǎn)跡；若該目標(biāo)點(diǎn)跡的目標(biāo)標(biāo)志位不等于2，則保留該點(diǎn)跡；利用第1個(gè)至第L個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的角度測(cè)量值集合得到為一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)接收波束對(duì)應(yīng)的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列

其中，所述目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列中的目標(biāo)點(diǎn)跡包含具有角度測(cè)量值，也是經(jīng)過(guò)點(diǎn)跡融合之后的剩余目標(biāo)點(diǎn)跡，通過(guò)點(diǎn)跡融合保證所述目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列中同一目標(biāo)僅存在唯一的目標(biāo)點(diǎn)跡，保證了較低的虛警概率。

具體來(lái)說(shuō)，假設(shè)一個(gè)相干處理時(shí)間內(nèi)L個(gè)接收波束各自含角度測(cè)量值的目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列包含N_t個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡，則在目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列中任意選取兩個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_n與d_m，m∈{1，…，N_t}，n∈{1，…，N_t}，且m≠n，目標(biāo)點(diǎn)跡d_n與d_m不能同時(shí)滿足以下三個(gè)條件：

其中，d_m(1)表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列中第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_m的距離，d_n(1)表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列中第n個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_n的距離，d_m(2)表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列中第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_m的速度，d_n(2)表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列中第n個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_n的速度，d_m(4)表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列中第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_m的角度測(cè)量值，d_n(4)表示目標(biāo)點(diǎn)跡集合最終序列中第n個(gè)目標(biāo)點(diǎn)跡d_n的角度測(cè)量值，δ_R表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)距離誤差值，表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)速度誤差值，δ_θ表示預(yù)設(shè)的目標(biāo)角度測(cè)量誤差值。

基于本發(fā)明上述方案，能夠?qū)崿F(xiàn)非正交相關(guān)波形下集中式MIMO雷達(dá)的多波束聯(lián)合測(cè)角、點(diǎn)跡過(guò)濾和融合，提高M(jìn)IMO雷達(dá)的目標(biāo)角度測(cè)量精度，降低MIMO雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)的虛警概率。此外，本發(fā)明還具有如下有益效果：(1)靈活性：本發(fā)明方法能夠根據(jù)實(shí)際信號(hào)處理能力，靈活增加或減少接收波位個(gè)數(shù)，并在滿足相鄰波位3dB空域覆蓋范圍相鄰接的情況下，減少所需接收波束個(gè)數(shù)，進(jìn)而降低硬件復(fù)雜度；(2)可靠性：本發(fā)明方法通過(guò)和差比和角度區(qū)間雙重條件，保證了測(cè)角結(jié)果的準(zhǔn)確性，并使用了多波束聯(lián)合點(diǎn)跡過(guò)濾和點(diǎn)跡融合，降低了雷達(dá)的虛警概率；(3)實(shí)時(shí)性強(qiáng)：本發(fā)明方法能夠離線設(shè)計(jì)角度查找表，并根據(jù)確定的接收波位提前進(jìn)行脈沖綜合增益損失補(bǔ)償，還能夠采用查表的方式實(shí)現(xiàn)角度測(cè)量，相比于其他計(jì)算實(shí)現(xiàn)方式的實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。

通過(guò)以下仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)本發(fā)明效果作進(jìn)一步驗(yàn)證說(shuō)明。

(一)實(shí)驗(yàn)參數(shù)：

為不失一般性，在本仿真實(shí)驗(yàn)中采用等距一維線陣，考慮某L波段MIMO陣列雷達(dá)，圖2給出了該MIMO陣列雷達(dá)的幾何模型，參照?qǐng)D2，為本發(fā)明仿真時(shí)使用的一維等距線性陣列模型示意圖；在三維坐標(biāo)系xoyz中，#1、#2、…、#N表示第1個(gè)接收陣元、第2個(gè)接收陣元、…、第N個(gè)接收陣元，其中N表示笛卡爾坐標(biāo)系中接收陣元個(gè)數(shù)，此處N為16，d表示陣元間距，且d為個(gè)半波長(zhǎng)；(N-1)d表示N個(gè)接收陣元的陣元間距，ψ表示一維等距線性陣列回波傳播方向相對(duì)于陣列法線方向的偏離角度，d sinψ表示一維等距線性陣列中相鄰陣元之間回波信號(hào)傳播的波程差；由于是一維線陣，因此僅具有方位維或者俯仰維中的某一維分辨能力。

MIMO陣列雷達(dá)發(fā)射基帶信號(hào)為非正交波形，包括全相關(guān)和部分相關(guān)波形，圖3所示為全相關(guān)波形，圖4所示為部分相關(guān)波形。

(二)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

實(shí)驗(yàn)1：驗(yàn)證全相關(guān)和部分相關(guān)波形下，形成的全方位功率輻射方向圖。

發(fā)射全相關(guān)波形時(shí)，陣列輻射功率方向圖通過(guò)調(diào)整陣列初相發(fā)生變化，形成的全方位功率輻射方向圖只有一個(gè)主瓣。而發(fā)射部分相關(guān)波形時(shí)，可以根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定，在若干方位，以不同能量比例，形成不同發(fā)射方向圖。圖5給出了全相關(guān)波形下的全方位輻射功率方向圖。圖6給出了部分相關(guān)波形下的全方位輻射功率方向圖。從圖5和圖6中可以明顯看出，全相關(guān)波形下全方位功率方向圖僅有一個(gè)主瓣，而部分相關(guān)波形下的全方位功率方向圖有三個(gè)主瓣，且三個(gè)主瓣所占的能量比例各不相同。

實(shí)驗(yàn)2：基于上述發(fā)射基帶信號(hào)，分別構(gòu)造全相關(guān)和部分相關(guān)波形下的雷達(dá)回波信號(hào)，并進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)處理之后，執(zhí)行本發(fā)明的目標(biāo)點(diǎn)跡角度測(cè)量和點(diǎn)跡融合操作。

為了體現(xiàn)本發(fā)明方法的有效性與可靠性，即具有較高的檢測(cè)概率和較低的虛警率，隨機(jī)生成20個(gè)目標(biāo)，且目標(biāo)的距離、方位、多普勒、航向均隨機(jī)生成。

(三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：

參照?qǐng)D7和圖8，為本發(fā)明仿真時(shí)設(shè)計(jì)的目標(biāo)回波脈沖壓縮結(jié)果示意圖，圖7給出了全相關(guān)波形下某相干積累時(shí)間內(nèi)的雷達(dá)時(shí)域回波脈壓之后的結(jié)果，橫軸為距離單元，縱軸為幅度電平，已轉(zhuǎn)化成dB值；由圖7可以看出在1500距離單元以內(nèi)，雷達(dá)回波具有較高的電平值，且部分雷達(dá)回波主要是在仿真系統(tǒng)中人為添加的雜波信號(hào)，以更真實(shí)地體現(xiàn)實(shí)際雷達(dá)回波場(chǎng)景。在整個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)，無(wú)法直接看到雷達(dá)回波，這與真實(shí)目標(biāo)回波場(chǎng)景也比較符合，即單個(gè)脈沖重復(fù)周期內(nèi)的雷達(dá)回波具有較低的信噪比，需要經(jīng)過(guò)相關(guān)處理后進(jìn)行下一步目標(biāo)檢測(cè)。圖8給出了部分相關(guān)波形下某相干積累時(shí)間內(nèi)的雷達(dá)時(shí)域回波脈壓之后的結(jié)果，雜波背景設(shè)置與圖7相同，因而具有相似的脈壓結(jié)果。

參照?qǐng)D9，為本發(fā)明在全相關(guān)波形下仿真時(shí)利用本發(fā)明方法最終上報(bào)的點(diǎn)跡的距離-方位分布示意圖。圖9給出了該MIMO陣列雷達(dá)電掃一圈后的最終點(diǎn)跡結(jié)果，已執(zhí)行過(guò)本發(fā)明中的目標(biāo)點(diǎn)跡角度測(cè)量、點(diǎn)跡過(guò)濾和融合；在圖9中，三角點(diǎn)跡為本發(fā)明預(yù)設(shè)的目標(biāo)點(diǎn)跡，是隨機(jī)生成的目標(biāo)，實(shí)心點(diǎn)是采用被發(fā)明方法上報(bào)的目標(biāo)，可以看出預(yù)設(shè)的目標(biāo)點(diǎn)跡完全被檢測(cè)出來(lái)，檢測(cè)概率達(dá)100％，且沒(méi)有任何虛警點(diǎn)，即虛警概率為0。

參照?qǐng)D10，為本發(fā)明在部分相關(guān)波形下仿真時(shí)利用本發(fā)明方法最終上報(bào)的點(diǎn)跡的距離-方位分布示意圖，圖10給出了該MIMO陣列雷達(dá)電掃一圈后的最終點(diǎn)跡結(jié)果，已執(zhí)行過(guò)本發(fā)明中的目標(biāo)點(diǎn)跡角度測(cè)量、點(diǎn)跡過(guò)濾和融合；在圖10中，三角點(diǎn)跡為本發(fā)明預(yù)設(shè)的目標(biāo)點(diǎn)跡，是隨機(jī)生成的目標(biāo)，實(shí)心點(diǎn)是采用被發(fā)明方法上報(bào)的目標(biāo)，可以看出預(yù)設(shè)的目標(biāo)點(diǎn)跡完全被檢測(cè)出來(lái)，檢測(cè)概率達(dá)100％，且沒(méi)有任何虛警點(diǎn)，即虛警概率為0。

綜上所述，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本發(fā)明的正確性，有效性和可靠性。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍；這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。