CN105356994B - 一种mimo雷达系统及其在动态目标端的相位同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种MIMO雷达系统及其在动态目标端的相位同步方法。本发明采用以两个时隙为一周期对信号的频率和相位参数进行估计，并利用估计参数构建新的频率和相位参数，由雷达反馈阵列发射反馈信号的方式实现动态目标端的理想相位同步。与现有的源端和接收端相位同步技术相比，在雷达数量较多的时候需要的时隙数量大大减少，且提出的相位同步技术对雷达系统的网络拓扑结构要求不高，也不需要多次迭代达到状态收敛的效果，提高了收敛速度，大大减小了网络的功耗，延长了网络的使用寿命。

Description

一种MIMO雷达系统及其在动态目标端的相位同步方法
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种MIMO雷达中的相位同步方法及系统。
背景技术
雷达技术，特别是MIMO雷达技术近几十年得到了广泛的应用。关于MIMO雷达中的相位同步的研究也越来越多。相位是否同步直接关系到信号的合并能量值。考虑雷达中动态目标追踪功能时，接收端接收信号的能量越大，越有利于我们进行有用信号的提取，从而对动态目标的参数进行估计。
MIMO雷达系统中已有的关于相位同步的研究包含源端相位同步技术，接收端相位同步技术。对于分布式MIMO雷达系统来说，源端相位同步实现的过程占用的时隙较多，对于M个雷达需要2M+1个时隙来实现所有基站的节点同步。对于接收端相位同步来说，现有的方法包含master-slave closed loop方法、round-trip方法、broadcast consensus方法。master-slave closed loop方法能够简单实现良好的接收端相位同步，但是一旦主节点崩溃，整个相位同步系统将崩溃，稳定性较差。Round-trip方法利用非解调的beacon signal沿着所有雷达阵元环形一圈保证每个雷达阵元都能经过，其性能容易受网络拓扑结构和单个雷达的传输积累相位频率估计误差的影响。broadcast consensus方法不受网络拓扑的限制，但是由于采用的是迭代方式需要多次信号发射才能达到状态收敛。
已有的类似相位同步，大多数和上述几种方法一样，有的需要固定的网络拓扑结构，有的稳定性不好，有的收敛太慢，从而导致网络的寿命大大减小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种MIMO雷达系统及其在动态目标端的相位同步方法，以解决传统的相位同步方法收敛速度慢的缺陷。本发明是这样实现的：
一种MIMO雷达系统在动态目标端的相位同步方法，所述MIMO雷达系统包括第一雷达阵列和第二雷达阵列，所述相位同步方法包括如下步骤：
步骤A：第一时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第一时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计；
步骤B：第二时隙初，第二雷达阵列利用第一时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位发射反馈信号，第二时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的基本同步；
所述第一时隙与第二时隙无重叠。
进一步地，步骤B还包括：第二时隙末，所述反馈信号经动态目标反射后被第一雷达阵列接收；
所述相位同步方法还包括如下步骤：
步骤C：第三时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第三时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计；
步骤D：第四时隙初，第二雷达阵列利用第三时隙估计的频率参数和相位参数再次重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位再次发射反馈信号；第四时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的基本同步；
所述第三时隙与第四时隙无重叠。
进一步地，步骤A还包括：第一时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计；
步骤B还包括：第二时隙末，第一雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计；
步骤C还包括：第三时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并根据第一时隙和第三时隙估计的动态目标参数预测第五时隙的动态目标参数；
步骤D还包括：第四时隙末，反馈信号经动态目标反射回第一雷达阵列，同时，第一雷达阵列根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并结合第二时隙估计的动态目标参数预测第六时隙的动态目标参数；
所述相位同步方法还包括如下步骤：
步骤E：第五时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第五时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计，并根据该信号对动态目标参数进行估计，并将估计值与第三时隙对该时隙动态目标参数的预测值进行比较，并根据比较结果引入修正值，并结合该时隙动态目标参数的预测值再次预测第六时隙的动态目标参数，进而预测第六时隙的信道相位差和多普勒频率；
步骤F：第六时隙初，第二雷达阵列利用第五时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并根据预测的第六时隙的信道相位差和多普勒频率对该反馈信号进行相位补偿，并发射相位补偿后的反馈信号；第六时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的进一步同步；
所述第五时隙与第六时隙无重叠。
进一步地，所述步骤B中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下：
其中，ωm(n)为雷达阵元m在第n时隙的载波频率；为雷达阵元m在第n时隙的初始相位；是第n时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率的估计值，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位的估计值；βm,Δm分别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量；φm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道相位；αm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道幅度相应。
进一步地，所述步骤F中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下：
相位补偿的公式如下：
其中，ωm(n)为雷达阵元m在第n时隙的载波频率；为雷达阵元m在第n时隙的初始相位；是第n时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率的估计值，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位的估计值；βm,Δm分别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量；φm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道相位；αm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道幅度相应。
一种MIMO雷达系统，包括第一雷达阵列和第二雷达阵列；
第一时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第一时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计；
第二时隙初，第二雷达阵列利用第一时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位发射反馈信号，第二时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的基本同步；
所述第一时隙与第二时隙无重叠。
进一步地，第二时隙末，所述反馈信号经动态目标反射后被第一雷达阵列接收；
第三时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第三时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计；
第四时隙初，第二雷达阵列利用第三时隙估计的频率参数和相位参数再次重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位再次发射反馈信号；第四时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的基本同步；
所述第三时隙与第四时隙无重叠。
进一步地，第一时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计；
第二时隙末，第一雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计；
第三时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并根据第一时隙和第三时隙估计的动态目标参数预测第五时隙的动态目标参数；
第四时隙末，反馈信号经动态目标反射回第一雷达阵列，同时，第一雷达阵列根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并结合第二时隙估计的动态目标参数预测第六时隙的动态目标参数；
第五时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第五时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计，并根据该信号对动态目标参数进行估计，并将估计值与第三时隙对该时隙动态目标参数的预测值进行比较，并根据比较结果引入修正值，并结合该时隙动态目标参数的预测值再次预测第六时隙的动态目标参数，进而预测第六时隙的信道相位差和多普勒频率；
第六时隙初，第二雷达阵列利用第五时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并根据预测的第六时隙的信道相位差和多普勒频率对该反馈信号进行相位补偿，并发射相位补偿后的反馈信号；第六时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的进一步同步；
所述第五时隙与第六时隙无重叠。
进一步地，第二时隙中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下：
其中，ωm(n)为雷达阵元m在第n时隙的载波频率；为雷达阵元m在第n时隙的初始相位；是第n时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率的估计值，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位的估计值；βm,Δm分别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量；φm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道相位；αm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道幅度相应。
进一步地，第六时隙中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下：
相位补偿的公式如下：
其中，ωm(n)为雷达阵元m在第n时隙的载波频率；为雷达阵元m在第n时隙的初始相位；是第n时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率的估计值，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位的估计值；βm,Δm分别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量；φm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道相位；αm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道幅度相应。
本方法采用以两个时隙为一周期对信号的频率和相位参数进行估计，并利用估计参数构建新的频率和相位参数，由第二雷达阵列发射反馈信号的方式实现动态目标端的理想相位同步。与现有的源端和接收端相位同步技术相比，在雷达数量较多的时候需要的时隙数量大大减少，加快了收敛速度，且提出的相位同步技术对雷达系统的网络拓扑结构要求不高，也不需要多次迭代达到状态收敛的效果，提高了收敛速度，大大减小了网络的功耗，延长了网络的使用寿命。
附图说明
图1：本发明提供的MIMO雷达系统在动态目标端的相位同步方法流程示意图；
图2：本发明提供的MIMO雷达系统工作原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明通过两次发射信号，一次频率参数和相位参数的估计以及一次频率参数和相位参数的重新构建，可在两个时隙内实现在动态目标端的到达信号相位的基本同步。图2所示为本发明提供的MIMO雷达系统的工作原理示意图。该雷达系统在动态目标端的相位同步方法如图1所示，包括如下流程：
步骤A：第一时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第一时隙末，该初始信号经动态目标3反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计。
步骤A中，设为雷达阵元m在第n时隙的初始相位，其中m＝11,12,21,22，每个雷达阵列都有两个雷达阵元，第一雷达阵列的两个雷达阵元为雷达阵元11和雷达阵元12，第二雷达阵列的两个雷达阵元为雷达阵元21和雷达阵元22，n＝1,2,3,…；χm(tm,n)为雷达阵元m在第n时隙的相位偏移；ωm(n)为雷达阵元m在第n时隙的载波频率；tm是雷达阵元m的本地时间。第一雷达阵列的初始发射相位分别为第一雷达阵列的晶振产生的相位偏移分别为χ11(t11,1)、χ12(t12,1)，发射载波频率分别为ω11(1),ω12(1)，t11,t12分别为第一雷达阵列的两个雷达阵元11和12的本地时间，与参考时间t的关系可以表示如下：
tm＝βm(t+Δm) (0.1)
其中βm,Δm分别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量。天线的发射波形为相互正交的信号，设雷达阵元m发射的信号波形为sm(tm)则得到下面的雷达阵元11、雷达阵元12的第1时隙的初始发射信号：
除了初始发射相位的影响，我们还需要考虑信道相位的影响，雷达阵元m在第n时隙的信道相位φm(n)只与该时隙的载波频率ωm(n)以及第一雷达阵列、第二雷达阵列到动态目标3之间的距离dm(n)有关系，可以表示如下：
φm(n)＝ωm(n)·dm(n)/c
式中，(d(n),θ(n))为动态目标3在极坐标上的半径和角度信息，(xm,0)为雷达阵元m在极坐标上的半径和角度信息，c是光速。
其中，还要考虑到动态目标3运动会产生多普勒频移，是第n时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率，相应地为第n个时隙时发射雷达阵元m与接收雷达阵元21之间的多普勒频率，可以表示如下：
动态目标3以速度v＝(vx(n),vy(n))运动，vx(n),vy(n)表示速度的x、y方向的分量，多普勒频率同理。
同时我们考虑信道幅度响应，雷达阵元m在第n时隙的信道幅度相应定义为αm(n)，和接收端的噪声，定义为0均值，方差为σ2的高斯白噪声，上述(0.2)中的信号达到动态目标3经反射动态目标3反射至第二雷达阵列，接收到的信号表示如下：
对上式(1.5)(1.6)采用参数估计算法，可以得出第一时隙末的频率和相位参数估计值如下：
其中，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差，分别为相应频率估计的误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差，分别为相应相位估计的误差。设，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率的估计值，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位的估计值，对于多参数的估计，一般我们无法得到准确的频率参数和和相位参数估计值但是我们可以通过构建Fisher information matrix(费雪信息矩阵)获得参数估计的误差方差下界，从而产生一个估计误差，而实际的包含误差的估计值即为理想参数值和估计误差值的和。
步骤A还包括：第一时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计。即除了估计频率、相位之外，还要估计动态目标3的速度、距离及角度等动态目标参数，分别表示如下：
速度的估计误差为SNR,N,L分别表示信噪比、采样点数、天线个数。同理，距离的估计误差为角度的估计误差为
步骤B：第二时隙初，第二雷达阵列利用第一时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位发射反馈信号，第二时隙末，该反馈信号到达动态目标3，实现动态目标端信号相位的基本同步。
步骤B中，在第二时隙初，第二雷达阵列利用估计出来的频率和相位构建出新的载波频率和相位，作为第二时隙内反馈信号的发射频率和初始相位，构建方法如下：
两个雷达阵元21,22第二时隙以新构建的频率和相位发射信号，得到如下发射信号：
为第n个时隙的发射时雷达阵元m与动态目标3之间的多普勒频率，表示如下：
发射信号到达动态目标端，可以表示如下：
动态目标端的相位差可表示如下：
其中，信道相位差
步骤B还包括：第二时隙末，第一雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计。估计方法同上一时隙，对动态目标3的速度、距离及角度等动态目标参数做估计。第一时隙与第二时隙无重叠。第二时隙末，所述反馈信号经目3标反射后被第一雷达阵列接收。
所述相位同步方法还包括如下步骤：
步骤C：第三时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第三时隙末，该信号经动态目标3反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计。
在第三时隙，同理可得到接收信号如下：
步骤C还包括：第三时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并根据第一时隙和第三时隙估计的动态目标参数预测第五时隙的动态目标参数。估计方法同前几个时隙，对包括速度、距离及角度在内的动态目标参数进行估计。然后，第二雷达阵列根据第一个和第三时隙获得的动态目标参数信息，预测出第五时隙动态目标3的相关信息。比如，(v′x(5),v′y(5))，其中 同理可预测得d′(5),θ′(5)。
步骤D：第四时隙初，第二雷达阵列利用第三时隙估计的频率参数和相位参数再次重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位再次发射反馈信号；第四时隙末，该反馈信号到达动态目标3，实现动态目标端信号相位的基本同步。
到达动态目标端的信号表示如下：
所述第三时隙与第四时隙无重叠。
步骤D还包括：第四时隙末，反馈信号经动态目标3反射回第一雷达阵列，同时，第一雷达阵列根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并结合第二时隙估计的动态目标参数预测第六时隙的动态目标参数。
同前几个时隙一样，估计出动态目标3的速度、距离及角度等动态目标参数。第一雷达阵列根据第二个和第四时隙获得的动态目标参数信息，预测出第六时隙动态目标3的相关信息。比如，(v′x(6),v′y(6))，其中 同理可预测得d′(6),θ′(6)。
步骤E：第五时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第五时隙末，该信号经动态目标3反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计，并根据该信号对动态目标参数进行估计，并将估计值与第三时隙对该时隙动态目标参数的预测值进行比较，并根据比较结果引入修正值，并结合该时隙动态目标参数的预测值再次预测第六时隙的动态目标参数，进而预测第六时隙的信道相位差和多普勒频率。
第五时隙，同理可从接收信号中，估计频率、相位及动态目标3的速度、距离及角度。将估计出的信息与之前预测出的信息相比较，引入一个修正值考虑上一三时隙的动态目标参数值，可预测出第六时隙动态目标3的相关信息。
比如，(v″x(6),v″y(6))， 同理可预测得d″(6),θ″(6)。进而预测
第六时隙的信道相位差和多普勒频率：Δφ′21(6),Δφ′22(6)、
步骤F：第六时隙初，第二雷达阵列利用第五时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并根据预测的第六时隙的信道相位差和多普勒频率对该反馈信号进行相位补偿，并发射相位补偿后的反馈信号；第六时隙末，该反馈信号到达动态目标3，实现动态目标端信号相位的进一步同步。
第六时隙，发射频率和初始相位，构建方法如下：
对其做运动补偿、预补偿，以及信道相位的预补偿，如下：
所述第五时隙与第六时隙无重叠。
到达动态目标端的信号表示如下：动态目标：
从而可以得到到达动态目标端的信号的相位差可以表示如下：
由(1.23)式可知，考虑运动补偿和信道相位补偿，不考虑估计误差，可以认为第五时隙与第六时隙的载波频率近似相等，此时，动态目标端到达信号的相位差完全由时间偏移量决定，如果没有时间偏移，可认为达到完全同步，需要引起注意的是，时间偏移量是个非常小的值，因此即使考虑时间偏移量，相位差仍然是个很小的值；考虑估计误差时，基于大部分的参数估计器如ML估计器等，SNR高的时候，估计误差的方差很小，因此，SNR(信噪比)高的时候，我们仍然可以达到理想的相位同步。
同时对相关物理量进行估计。同第五时隙，将估计值与预测值相比，可以引入一个修正值，考虑上二四时隙的样本值，预测出第七时隙动态目标3的相关信息，并在下个时隙初将预测信息加入发射信号中，起到预补偿动态目标3运动的作用。
后面的时隙，可按照以上规律无限重复下去，不一定要止于第六时隙。
由公式(1.23)的分析可知，在SNR高的时候，动态目标端可以达到理想相位同步的状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种MIMO雷达系统在动态目标端的相位同步方法，所述MIMO雷达系统包括第一雷达阵列和第二雷达阵列，其特征在于，所述相位同步方法包括如下步骤：
步骤A：第一时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第一时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计；
步骤B：第二时隙初，第二雷达阵列利用第一时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位发射反馈信号，第二时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的同步；
所述第一时隙与第二时隙无重叠；
其中，所述步骤B还包括：第二时隙末，所述反馈信号经动态目标反射后被第一雷达阵列接收；
所述相位同步方法还包括如下步骤：
步骤C：第三时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第三时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计；
步骤D：第四时隙初，第二雷达阵列利用第三时隙估计的频率参数和相位参数再次重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位再次发射反馈信号；第四时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的同步；
所述第三时隙与第四时隙无重叠。
2.如权利要求1所述的动态目标端相位同步方法，其特征在于，步骤A还包括：第一时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计；
步骤B还包括：第二时隙末，第一雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计；
步骤C还包括：第三时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并根据第一时隙和第三时隙估计的动态目标参数预测第五时隙的动态目标参数；
步骤D还包括：第四时隙末，反馈信号经动态目标反射回第一雷达阵列，同时，第一雷达阵列根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并结合第二时隙估计的动态目标参数预测第六时隙的动态目标参数；
所述相位同步方法还包括如下步骤：
步骤E：第五时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第五时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计，并根据该信号对动态目标参数进行估计，并将估计值与第三时隙对该时隙动态目标参数的预测值进行比较，并根据比较结果引入修正值，并结合该时隙动态目标参数的预测值再次预测第六时隙的动态目标参数，进而预测第六时隙的信道相位差和多普勒频率；
步骤F：第六时隙初，第二雷达阵列利用第五时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并根据预测的第六时隙的信道相位差和多普勒频率对该反馈信号进行相位补偿，并发射相位补偿后的反馈信号；第六时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的进一步同步；
所述第五时隙与第六时隙无重叠。
3.如权利要求1所述的动态目标端相位同步方法，其特征在于，所述步骤B中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下：
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其中，ωm(n)为雷达阵元m在第n时隙的载波频率；为雷达阵元m在第n时隙的初始相位；是第n时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率的估计值，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位的估计值；βm,Δm分别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量；φm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道相位；αm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道幅度相应。
4.如权利要求2所述的动态目标端相位同步方法，其特征在于，所述步骤F中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下：
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mn>21</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mover> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>21</mn> <mn>11</mn> </msubsup> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <msubsup> <mover> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>21</mn> <mn>12</mn> </msubsup> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mn>11</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mn>11</mn> </msub> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <msubsup> <mi>&amp;pi;f</mi> <mn>21</mn> <mn>11</mn> </msubsup> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <msubsup> <mover> <mi>f</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>21</mn> <mn>11</mn> </msubsup> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mn>12</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;omega;</mi> <mn>12</mn> </msub> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <msubsup> <mi>&amp;pi;f</mi> <mn>21</mn> <mn>12</mn> </msubsup> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <msubsup> <mover> <mi>f</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>21</mn> <mn>12</mn> </msubsup> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msubsup> <mover> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>~</mo> </mover> <mn>21</mn> <mn>11</mn> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msubsup> <mover> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>~</mo> </mover> <mn>21</mn> <mn>12</mn> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mn>21</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
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相位补偿的公式如下：
其中，ωm(n)为雷达阵元m在第n时隙的载波频率；为雷达阵元m在第n时隙的初始相位；是第n时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率的估计值，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位的估计值；βm,Δm分别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量；φm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道相位；αm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道幅度相应。
5.一种MIMO雷达系统，包括第一雷达阵列和第二雷达阵列，其特征在于：
第一时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第一时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计；
第二时隙初，第二雷达阵列利用第一时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位发射反馈信号，第二时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的基本同步；
所述第一时隙与第二时隙无重叠；
其中，第二时隙末，所述反馈信号经动态目标反射后被第一雷达阵列接收；
第三时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第三时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计；
第四时隙初，第二雷达阵列利用第三时隙估计的频率参数和相位参数再次重新构建反馈信号的频率和初始相位，并以重新构建的频率和初始相位再次发射反馈信号；第四时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的基本同步；
所述第三时隙与第四时隙无重叠。
6.如权利要求5所述的MIMO雷达系统，其特征在于，第一时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计；
第二时隙末，第一雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计；
第三时隙末，第二雷达阵列还根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并根据第一时隙和第三时隙估计的动态目标参数预测第五时隙的动态目标参数；
第四时隙末，反馈信号经动态目标反射回第一雷达阵列，同时，第一雷达阵列根据接收到的信号对动态目标参数进行估计，并结合第二时隙估计的动态目标参数预测第六时隙的动态目标参数；
第五时隙初，第一雷达阵列发射同步控制信号；第五时隙末，该信号经动态目标反射后被第二雷达阵列接收，同时，第二雷达阵列对接收到的信号的频率参数和相位参数进行估计，并根据该信号对动态目标参数进行估计，并将估计值与第三时隙对该时隙动态目标参数的预测值进行比较，并根据比较结果引入修正值，并结合该时隙动态目标参数的预测值再次预测第六时隙的动态目标参数，进而预测第六时隙的信道相位差和多普勒频率；
第六时隙初，第二雷达阵列利用第五时隙估计的频率参数和相位参数重新构建反馈信号的频率和初始相位，并根据预测的第六时隙的信道相位差和多普勒频率对该反馈信号进行相位补偿，并发射相位补偿后的反馈信号；第六时隙末，该反馈信号到达动态目标，实现动态目标端信号相位的进一步同步；
所述第五时隙与第六时隙无重叠。
7.如权利要求5所述的MIMO雷达系统，其特征在于，第二时隙中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下：
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其中，ωm(n)为雷达阵元m在第n时隙的载波频率；为雷达阵元m在第n时隙的初始相位；是第n时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率的估计值，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位的估计值；βm,Δm分别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量；φm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道相位；αm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道幅度相应。
8.如权利要求6所述的MIMO雷达系统，其特征在于，第六时隙中重新构建反馈信号的频率和初始相位的公式如下：
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相位补偿的公式如下：
其中，ωm(n)为雷达阵元m在第n时隙的载波频率；为雷达阵元m在第n时隙的初始相位；是第n时隙时，发射雷达阵元a与接收雷达阵元b之间的多普勒频率；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率估计误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位估计的误差；为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的频率的估计值，为第n时隙雷达阵元b对雷达阵元a发射的信号的相位的估计值；βm,Δm分别为雷达阵元m相对于参考时间的相对速率和时间偏移量；φm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道相位；αm(n)为雷达阵元m在第n时隙的信道幅度相应。
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