针对多目标检测的雷达传感网络物理层信号处理

新型数字化雷达传感器兼具雷达的探测性能和无线传感器的通信功能，可灵活组建成雷达传感网络，在局部范围内，能比传统雷达和单雷达传感器实现更加精准的目标检测、定位、跟踪、成像及识别。本项目旨在针对多目标检测问题，建立雷达传感网络物理层信号模型，阐明多发射信号、多回波信号、多信道之间的相互关系；提出基于信道补偿的回波信号时空融合算法，提高系统对多个目标的整体检测性能；揭示雷达传感网络波形、信道对多目标检测性能的制约关系；在满足目标检测要求的前提下尽可能降低功耗、减小带宽、延长网络寿命。开展本项目的研究，从学术意义而言，有望建立雷达传感网络物理层信号处理的基础理论，促进雷达传感网络这一新兴交叉学科的发展；从应用价值而言，对开发出具有中国知识产权的雷达传感网络，促进军事、交通、医学、农业等领域的信息化和网络化，保护人民生命安全，有重要的经济意义和社会意义。

当前国内外对雷达传感网络物理层的理论研究尚处于起步阶段，由于多目标比单目标更具复杂性和广泛性，相关的信号处理理论和方法还在探索中。本项目针对雷达传感网多目标检测问题，提出一种新的高分辨无源雷达传感网(HRPRSN)模型, 可在提高多目标联合检测概率的同时降低多目标联合虚警概率。提出HDS与DDS两种雷达传感器部署方法，结合BT与NBT多跳信息融合法揭示了多目标检测性能、传感器部署个数与传感器平均能耗间的关系。对比分析5种不同组织模式下的雷达传感网多目标检测性能，发现小信噪比低恒虚警概率时，分布式雷达传感网的目标检测性能优于MIMO；大信噪比高恒虚警概率时，MIMO雷达传感网的目标检测性能优于分布式网络。建立基于分簇结构的雷达传感网目标检测模型，证明LLDFCLT信号融合方法优于HLDFKE。对比分析三种波形的多目标分辨能力，发现LFM波形分辨力最好且对目标运动速度具有一定鲁棒性，13位巴克码序列对低速运动目标具有较好分辨力，简单脉冲性能最差。针对异构雷达传感网提出LR-MT与ALR-MT两种系统能量分配法，可在系统能量一定的条件下获得最优的多目标检测性能。本项目的研究对促进雷达传感网络这一新兴交叉学科的发展提供了一定理论支持。