GNSS無源﹢MIMO雷達(dá)系統(tǒng)及其探測性能分析

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1、·工程應(yīng)用·航天電子對抗2016年第4期GNSS無源MIMO雷達(dá)系統(tǒng)及其探測性能分析包中華，盧建斌，席澤敏（海軍工程大學(xué)電子工程學(xué)院，湖北武漢４３００３３）摘要：提出一種綜合使用多GNSS系統(tǒng)可用導(dǎo)航衛(wèi)星信號源和基于MIMO信號處理體制的無源多基地雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用MIMO處理獲得的空間分集增益來改善雷達(dá)探測性能。分析了系統(tǒng)的可用信號源情況，討論了系統(tǒng)中前向散射區(qū)的確定和目標(biāo)前向散射RCS的計算問題，在此基礎(chǔ)上，對基于GNSS信號的無源MIMO雷達(dá)系統(tǒng)的探測性能進(jìn)行了深入研究并給出了仿真計算結(jié)論。關(guān)鍵詞：無源雷達(dá)系統(tǒng)；MIMO；全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位

2、系統(tǒng)；探測性能分析；前向散射中圖分類號：TN９５３．６文獻(xiàn)標(biāo)識碼：APassiveMIMOradarsystemusingGNSSsignalsanditsdetectionperformanceanalysisBaoZhonghua，LuJianbin，XiZemin（ElectronicsEngineeringCollege，NavalUniversityofEngineering，Wuhan４３００３３，Hubei，China）Abstract：Allavailablenavigationsatellitesignalsradiatedb

3、yseveraltypicalGNSSsystemsareusedinaMIMOsignalprocessingframework，whichcomposedapassivemulti‐staticsystemastoimprovedetectionperformance．TheavailableopportunityGNSSilluminatingsourcesareanalyzed，andissuesonascertainingofthesystem’sforwardscatteringzoneandcalculationoftarget’

4、sforwardscatteringRCSarediscussed．Onthisbasis，detectionperformanceoftheproposedGNSSbasedpassiveMIMOradarsystemisstudiedindetailandcorrelativeconclusionisputupbysimulationandcomputation．Keywords：passiveradarsystem；MIMO；GNSS；detectionperformanceanalysis；forwardscattering確定和目標(biāo)前

5、向散射RCS的計算問題，在此基礎(chǔ)上對0引言GNSS無源MIMO雷達(dá)系統(tǒng)的探測性能進(jìn)行了深入近些年來，基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的外研究。輻射源雷達(dá)在國內(nèi)外引起廣泛重視?；贕NSS信1GNSS無源MIMO雷達(dá)系統(tǒng)模型號的無源雷達(dá)系統(tǒng)具有全天候、覆蓋范圍廣、信號分辨［１］力好等突出優(yōu)點，信號的可用性也相對較有保證。GNSS無源MIMO雷達(dá)系統(tǒng)是綜合利用全球現(xiàn)利用GNSS信號構(gòu)成的無源雷達(dá)系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)有各種GNSS系統(tǒng)可用導(dǎo)航衛(wèi)星信號，采用MIMO信對目標(biāo)的探測和跟蹤，還可對目標(biāo)或地面成像并實現(xiàn)號處理方法的收發(fā)分置多基地?zé)o源探測系統(tǒng)。根據(jù)

6、應(yīng)目標(biāo)分類識別。用需要，接收站可布置在地面、船舶、飛機(jī)甚至是低軌本文綜合利用多個GNSS系統(tǒng)提供的可用導(dǎo)航道衛(wèi)星平臺上。考慮工程實現(xiàn)的便利性，本文重點關(guān)衛(wèi)星信號源，提出一種基于MIMO信號處理體制的注在地面平臺上設(shè)置多個接收站的GNSS無源GNSS無源雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（以下簡稱GNSS無源MIMO雷達(dá)系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成如圖１所示。MIMO雷達(dá)系統(tǒng)）。分析了可用的GNSS無源MIMO目前在軌運(yùn)行或即將投入運(yùn)營的全球?qū)Ш蕉ㄎ恍l(wèi)雷達(dá)系統(tǒng)信號源情況，研究了該系統(tǒng)中前向散射區(qū)的星系統(tǒng)有４個，分別是美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的Galileo和

7、中國的“北斗”收稿日期：2016－03－14；2016－07－13修回。（COMPASS）。這些GNSS星座在軌運(yùn)行高度均在作者簡介：包中華（1985－），男，講師，博士，主要研究方向為雷達(dá)２００００km左右，一般來說，每個地面接收站視野中接信號處理。收到的單個GNSS系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)為４～８顆，同一—４７—２０１６，３２（４）航天電子對抗GNSS系統(tǒng)有數(shù)種導(dǎo)航信號被發(fā)出，而各GNSS系統(tǒng)用FDMA體制區(qū)分不同的衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星采用相同的衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航定位信號相互之間具有良好的正交偽隨機(jī)測距碼，在不同的頻率上發(fā)射，每顆衛(wèi)星廣播性，因此，圖１所示無源多

8、基地雷達(dá)系統(tǒng)具有典型L１和L２兩種載波，其頻率分別為L１＝１６０２＋k×MIMO雷達(dá)系統(tǒng)的特征。通過使用多通道接收機(jī)在０．５６２５（MHz）和L２＝１