[發明專利]基于先驗信息的MIMO雷達發射方向圖設計方法

有效

• 申請號: 201310016273.0
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103076596A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 劉宏偉;糾博;王旭;王英華;周生華
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;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，涉及雷達發射方向圖設計，可用于MIMO雷達在非均勻雜波環境下的發射方向圖設計。

背景技術

多輸入多輸出雷達是一種新體制雷達，其特點是具有多個發射和接收天線，并且各發射天線可以發射不同信號。根據天線的布置方式，MIMO雷達可分為分布式MIMO雷達和集中式MIMO雷達。對于集中式MIMO雷達，其特點是天線間距較小，與相控陣雷達類似。但由于MIMO雷達具有波形分集的優勢，相比相控陣雷達，它可以獲得更高的角度分辨率，更好的參數辨別能力、抗截獲能力和雜波抑制能力。

傳統雷達通常采用固定的發射波形，它對環境的自適應主要體現在接收端的自適應信號處理，即根據對雜波和干擾的特性估計，調整濾波器的參數，實現對環境的自適應，這是一種被動的自適應方式，在復雜環境下很難獲得最優的性能。與傳統雷達相比，認知雷達采用一種主動地自適應方式，可以充分利用雷達系統對環境的感知信息，最大程度的挖掘系統的自由度，從發射端即開始進行針對性的調整，主動地改變其工作模式、發射波形和信號處理方式，有望顯著地提升系統的性能。另一方面，MIMO體制由于具有更高的發射自由度，為認知雷達提供了很好的實現平臺。

目前，雜波背景下的自適應發射波形設計，多未考慮發射波形的恒模約束；并且主要基于雜波的距離維分布特性，沒有充分考慮雜波的空域分布特性，無法有效地對較強的旁瓣雜波進行抑制。而現有的MIMO雷達和相控陣雷達發射方向圖設計主要考慮主瓣保形、最小化積分或峰值旁瓣等準則。這些準則對于雜波的抑制是基于雜波在空間上是均勻分布或者近似均勻分布。但實際中，雜波在空間上多為非均勻的，在這種情況下，采用最小化積分或峰值旁瓣等準則所設計的方向圖，往往導致回波中包含有較強的雜波，尤其是在旁瓣區域存在非均勻雜波的場景中。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種基于先驗信息的MIMO雷達發射方向圖設計方法，以最大化接收陣列中的回波信雜噪比，提高后續的目標檢測及跟蹤性能。

為實現上述目的，本發明的MIMO雷達發射方向圖設計方法，包括如下步驟：

（1）MIMO雷達發射碼長為L的正交波形，得到正交波形的回波數據；根據回波數據，計算正交波形回波的相關矩陣R_orth，其中R_orth為M維的Hermitian半正定矩陣，M表示MIMO雷達的收發共置天線的個數；

（2）根據正交波形回波相關矩陣R_orth、已估計的目標方向和目標強度信息，建立如下數學模型，并采用半正定松弛的方式對該數學模型進行求解，得到發射波形相關矩陣R：

maxRmink=1,···,Kβk2aT(θk)Ra*(θk)Pc(R)]]>

s.t.R≥0????<1>

R_mm=c,m=1，…,M