1概述
1.1双基地感知背景介绍
雷达领域中按发射天线和接收天线是否分置可分为单基地雷达和双基地雷达,并且双基
地雷达一般要求发射天线和接收天线距离与雷达作用距离可比拟[1]。双基地雷达可以通过
接收专用发射机发射的信号进行工作,也可以通过接收为其他目的而设计的发射机发射的信
号进行工作,后者也可称作无源雷达、无源相干定位雷达、被动雷达或非合作照射源雷达[2],
这类雷达是双基地雷达的一种特例,其利用相关的电磁波探测理论技术与信号处理技术,获
取第三方设备发射的非合作电磁信号,实现对目标的探测、定位、跟踪和识别。双基地雷达
的应用领域非常广泛,涵盖了军事、民用、科研等多个领域,在飞行目标、海上船只检测和
跟踪,气象监测和预报,道路交通监测等不同应用场景发挥了重要作用。
双基地雷达的特性与双基地几何形状紧密关联,特别是由发射机、目标和接收机形成的
双基地三角形,双基地三角形所处的平面称为双基地平面,如图1-1所示。其中,发射机和
接收机之间的距离称为基线距离或简称基线,发射机到目标以及接收机到目标之间连线的夹
角称为双基地角,该角度也通常用于表征单基地雷达和双基地雷达性能之间的差异。双基地
雷达接收机直接测量的距离信息通常是目标到发射机以及目标到接收机的距离和减去基线
距离,即双基地距离差,当基线距离已知时,可以得到目标到发射机以及目标到接收机的距
离和。双基地雷达中进一步计算目标到接收机/发射机的距离或目标位置信息需要对双基地
三角形进行求解,通常需要获取发射机和接收机之间的相对位置信息。
Target
β
RT
RR
BistaticTriangle
TxRx
Baseline
图1-1双基地雷达几何关系
参考双基地雷达的定义,可以将收发设备天线分置的感知模式统称为双基地感知模式。
基于当前移动通信网络架构共可支持6种感知模式,分别是(1)基站自发自收;(2)基站
A发基站B收;(3)基站发终端收;(4)终端发基站收;(5)终端自发自收;(6)终端A
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发终端B收。其中,模式(1)和(5)属于单基地感知模式,其他4种感知模式属于双基
地感知模式。不同感知模式的优缺点总结如表1-1所示。
表1-1不同感知模式优缺点对比
感知模式优点缺点
(1)基站自发自收无收发同步问题基站需具备全双工能力
(2)基站A发基站不要求全双工能力,对CP长度、无模收发同步误差会影响感知性能,LOS径
B收糊测距范围要求相对较低获得概率比基站自发自收低,配对复杂
可复用或增强现有信号,不要求全双工
存在终端位置、朝向和速度的估计误差、
能力,终端数量众多,通过选择合适的
(3)基站发终端收身体遮挡以及收发同步误差等问题,到达
CP
终端可提升感知覆盖性能,对长度、
角测量对终端天线有一定要求