[發明專利]基于三迭代的機載MIMO雷達空時降維自適應處理方法

有效

• 申請號: 201010214612.2
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101887117A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 馮大政;向聰;李倩;曹楊
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體說是一種多輸入多輸出MIMO雷達系統的自適應雜波抑制方法，可用于波束形成，以提高雷達檢測性能。

背景技術

多輸入多輸出MIMO雷達是近年來學術界提出的一種新體制雷達，這種雷達在發射端同時發射多個正交或非相干信號，并在接收端通過匹配濾波處理分離各發射信號分量以實現發射波形分集。利用波形分集技術，MIMO雷達采用較小的天線規模即可形成很大的虛擬陣列孔徑，這在一定程度上克服了機載應用背景下傳統雷達天線孔徑和重量受載機平臺嚴格限制的缺點，從而提高了雷達的角度分辨率和雜波抑制能力。因此，機載MIMO雷達逐漸成為雷達界的一個研究熱點?？諘r自適應處理技術是機載預警雷達檢測慢速運動目標的關鍵技術，但在實際應用中受到獨立同分布IID樣本少和計算量大等問題的制約。在機載相控陣雷達體制下，人們已經提出許多旨在降低樣本需求和計算量的降維自適應算法，如主分量算法PC、因子化算法FA以及擴展因子化算法EFA等。雖然這些方法同樣適用于機載MIMO雷達，但是發射波形分集大大增加了MIMO雷達數據的維數，直接應用上述方法的樣本需求量和計算量依然很大，且收斂速度慢。

發明內容

本發明針對機載MIMO雷達的特點及以上現有技術存在的不足，提出一種基于三迭代的機載MIMO雷達空時降維自適應處理方法。該方法同時利用空時可分離特性和雜波協方差矩陣的低維特性構造降維變換矩陣，從而大大減小矩陣求逆的運算量，降低對IID樣本數目的要求，提高收斂速度。

實現本發明目的的技術關鍵，是根據已有的目標信號三維空時導向矢量的Kronecker積形式，將全維權矢量構造成目標發射權矢量、接收權矢量和時域權矢量三者的Kronecker積形式，并通過空時級聯三迭代自適應處理對三者進行求解，從而得到全維權矢量。具體實現步驟如下：

1)對雷達接收到的回波信號進行距離壓縮；

2)將經距離壓縮后的目標信號的三維空時導向矢量b分解成空域發射導向矢量、空域接收導向矢量和時域導向矢量Kronecker積的形式：

其中，b為目標信號經距離壓縮后的三維空時導向矢量，和分別為目標的發射導向矢量、接收導向矢量和時域導向矢量，為距離壓縮后的目標發射導向矢量，表示發射信號矩陣，代表Kronecker積，{·}^T代表轉置，{·}^*代表復共軛；

3)根據所述Kronecker積的形式，構造目標信號的全維權矢量：

w=q⊗u⊗v]]>

=(IK⊗u⊗v)q=(q⊗u⊗IN)v=(q⊗IM⊗v)u]]>

其中，發射權矢量對應距離壓縮后的目標發射導向矢量接收權矢量對應目標接收導向矢量時域權矢量對應目標時域導向矢量s_t(f_d，t)，I_K、I_N和I_M分別表示K維、N維和M維單位陣；