針對基于二階統(tǒng)計特性的陣列診斷方法在沖擊噪聲環(huán)境中性能會下降甚至失效的問題,本文提出了一種基于無窮范數(shù)互信息的MIMO雷達(dá)故障陣元診斷方法。該方法通過無窮范數(shù)對MIMO雷達(dá)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理來抑制沖擊噪聲,然后將虛擬陣列輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行取模處理并等效為灰色圖像數(shù)據(jù)。由于故障陣元對應(yīng)的灰度圖像數(shù)據(jù)僅有噪聲成分而無目標(biāo)信號,則故障陣元圖像數(shù)據(jù)中包含的關(guān)于正常陣元的圖像數(shù)據(jù)的信息量較低,而正常陣元圖像數(shù)據(jù)中包含的關(guān)于其余正常陣元圖像數(shù)據(jù)的信息量較高,因此可利用互信息來計算各陣元之間的統(tǒng)計相關(guān)程度,從而實現(xiàn)陣列中故障陣元位置的診斷。該方法在進(jìn)行陣列診斷時無需額外的測量探頭且在沖擊噪聲環(huán)境下診斷準(zhǔn)確率高于現(xiàn)有陣列診斷算法。

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【部分圖文】：

圖1雙基地MIMO雷達(dá)結(jié)構(gòu)圖

雙基地MIMO雷達(dá)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。假設(shè)雙基地MIMO雷達(dá)系統(tǒng)有M個發(fā)射陣元和N個接收陣元，其陣元間距分別為dt和dr，且均為均勻線陣。在空間遠(yuǎn)場空間中有L個非相干觀測目標(biāo)，則第l(l=1,2,...,L)個目標(biāo)相對于發(fā)射陣列和接收陣列的波離方向角(DOD)和波達(dá)方向角(DOA)....

圖2α穩(wěn)定分布的隨機(jī)樣本圖

式中:[at(φl)]m為發(fā)射陣列導(dǎo)向矢量的第m個元素;QT為故障發(fā)射陣元位置集合。同樣，當(dāng)接收陣列中第qr(qr∈QR)個陣元出現(xiàn)故障，接收陣列導(dǎo)向矢量ar(θl)中的第qr個元素為零，則陣元故障接收陣列導(dǎo)向矢量的表達(dá)式為，式中:[ar(θl)]n為接收陣列導(dǎo)向矢量第n個元素;....

圖3無窮范數(shù)處理后的正常陣元和故障陣元的熵值和互信息值對比圖

假設(shè)MIMO雷達(dá)陣列中含有2個位置隨機(jī)出現(xiàn)的故障發(fā)射陣元和4個隨機(jī)的故障接收陣元，廣義信噪比GSNR的變化范圍為0～20dB，蒙特卡洛實驗次數(shù)T=100，脈沖周期數(shù)K=200。圖4為不同α值的故障陣元診斷成功概率隨信噪比變化關(guān)系。由圖4可知，由于沖擊噪聲不具備二階統(tǒng)計量的特性....

圖4不同α值的故障陣元診斷準(zhǔn)確概率隨信噪比變化關(guān)系

實驗3:故障陣元診斷成功概率隨故障陣元數(shù)的變化關(guān)系為了進(jìn)一步驗證無窮范數(shù)互信息方法在不同故障陣元數(shù)時的診斷穩(wěn)健性，假設(shè)接收陣元中位置隨機(jī)的故障陣元個數(shù)由1～12依次增加，廣義信噪比GSNR=7dB，沖擊噪聲特征指數(shù)α=1.6，其余參數(shù)與實驗2一致。圖5為不同方法的故障陣元診斷....

本文編號：3895069