GNSS无源﹢MIMO雷达系统及其探测性能分析

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1、·工程应用·航天电子对抗2016年第4期GNSS无源MIMO雷达系统及其探测性能分析包中华，卢建斌，席泽敏（海军工程大学电子工程学院，湖北武汉４３００３３）摘要：提出一种综合使用多GNSS系统可用导航卫星信号源和基于MIMO信号处理体制的无源多基地雷达系统结构，利用MIMO处理获得的空间分集增益来改善雷达探测性能。分析了系统的可用信号源情况，讨论了系统中前向散射区的确定和目标前向散射RCS的计算问题，在此基础上，对基于GNSS信号的无源MIMO雷达系统的探测性能进行了深入研究并给出了仿真计算结论。关键词：无源雷达系统；MIMO；全球卫星导航定位

2、系统；探测性能分析；前向散射中图分类号：TN９５３．６文献标识码：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确定和目标前

5、向散射RCS的计算问题，在此基础上对0引言GNSS无源MIMO雷达系统的探测性能进行了深入近些年来，基于全球导航卫星系统（GNSS）的外研究。辐射源雷达在国内外引起广泛重视。基于GNSS信1GNSS无源MIMO雷达系统模型号的无源雷达系统具有全天候、覆盖范围广、信号分辨［１］力好等突出优点，信号的可用性也相对较有保证。GNSS无源MIMO雷达系统是综合利用全球现利用GNSS信号构成的无源雷达系统不仅可以实现有各种GNSS系统可用导航卫星信号，采用MIMO信对目标的探测和跟踪，还可对目标或地面成像并实现号处理方法的收发分置多基地无源探测系统。根据

6、应目标分类识别。用需要，接收站可布置在地面、船舶、飞机甚至是低轨本文综合利用多个GNSS系统提供的可用导航道卫星平台上。考虑工程实现的便利性，本文重点关卫星信号源，提出一种基于MIMO信号处理体制的注在地面平台上设置多个接收站的GNSS无源GNSS无源雷达系统结构（以下简称GNSS无源MIMO雷达系统，其系统结构组成如图１所示。MIMO雷达系统）。分析了可用的GNSS无源MIMO目前在轨运行或即将投入运营的全球导航定位卫雷达系统信号源情况，研究了该系统中前向散射区的星系统有４个，分别是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和

7、中国的“北斗”收稿日期：2016－03－14；2016－07－13修回。（COMPASS）。这些GNSS星座在轨运行高度均在作者简介：包中华（1985－），男，讲师，博士，主要研究方向为雷达２００００km左右，一般来说，每个地面接收站视野中接信号处理。收到的单个GNSS系统的卫星数为４～８颗，同一—４７—２０１６，３２（４）航天电子对抗GNSS系统有数种导航信号被发出，而各GNSS系统用FDMA体制区分不同的卫星，每颗卫星采用相同的卫星发射的导航定位信号相互之间具有良好的正交伪随机测距码，在不同的频率上发射，每颗卫星广播性，因此，图１所示无源多

8、基地雷达系统具有典型L１和L２两种载波，其频率分别为L１＝１６０２＋k×MIMO雷达系统的特征。通过使用多通道接收机在０．５６２５（MHz）和L２＝１