[發明專利]一種機載雷達發射方向圖設計方法

有效

• 申請號: 201410032364.8
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN104808178B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 劉宏偉;糾博;施君南;王英華;戴奉周
• 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: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙)61218
• 代理人: 惠文軒

技術領域

本發明屬于機載雷達發射端雜波抑制技術領域，涉及一種機載雷達發射方向圖設計方法，特別涉及一種用于提高雜波抑制能力的機載雷達發射方向圖設計方法。

背景技術

數字元器件在雷達系統中的普遍應用產生了數字陣列雷達，數字陣列雷達的各陣元可以發射不同信號。同時通信領域中MIMO的概念[Rabideau D.J.and Parker P..Ubiquitous MIMO Multifunction Digital Array Radar[C].Conference Record of the37th Asilomar Conference on Signals,Systems and Computers,2003,vol.1,pp.1057-1064]和技術及綜合脈沖孔徑雷達SIAR在雷達中的應用，使得數字陣列雷達有了用武之地。MIMO雷達可以根據收發天線的間距大小分為分布式MIMO雷達和集中式MIMO雷達。對于分布式MIMO雷達，因為各個天線對目標的觀測角度不同且回波具有獨立性，因此，統計意義下，分布式MIMO雷達可以克服目標的閃爍效應。集中式MIMO雷達具有自由設計各陣元發射波形的能力，相較于相控陣雷達，其自由度有顯著地提高，因此具有自適應發射方向圖設計能力，見[Li J.and Stoica P..MIMO Radar With Colocated Antennas[J].IEEE Signal Processing Magazine,Sep.2007,vol.24,pp.106-114]。

如前所述，將數字陣列雷達和MIMO技術相結合，就可以根據實際需要設計發射方向圖，進而進行信號發射。目前發射方向圖設計方法都是設計發射信號的相關矩陣R。通過構造滿足特定條件且含有相關矩陣R的代價函數，建立凸優化模型，再用凸優化工具包cvx求解，cvx的具體用法見[M.Grant and S.Boyd.CVX:Matlab software for disciplined convex programming.http://stanford.edu/～boyd/cvx,Dec.2008]。

目前機載雷達大多應用相控陣制式雷達，其發射方向圖雖然指向性較強，信號相干性好，但是自由度低，在發射端基本沒有雜波抑制能力。而且，機載相控陣雷達對雜波的抑制處理多現于接收端，參見[J.Ward."Space-Time Adaptive Processing for Airborne Radar"MIT Lincoln Laboratory,Tech.Rpt.TR-I015,13Dec.1994]。

在機載雷達的實際工作環境中，感興趣的目標大多存在于非均勻雜波中，這大大影響了雷達檢測目標的能力。因此，雷達有必要在雜波區域自適應地減少輻射能量，以此來降低接收信號中雜波的功率；對目標區域（雜波信號弱的區域）適當地加大輻射能量，依次增強接收信號中目標的回波信號功率。由于目前機載雷達可以通過對發射波形設計來獲得特定的方向圖，從而實現某些要求，例如在感興趣的方向分配一定能量的同時，對雜波區域特別是強雜波區域輻射較低能量。

目前自適應發射方向圖設計方法主要是基于地基雷達的，而機載雷達抑制雜波的處理都是設計在接收端，發射端則采用傳統的相控陣制式，沒有抑制雜波的自適應性。機載雷達的空域角度范圍大于地基雷達的空域角度范圍，因此，機載雷達的發射端的發射方向圖設計方法和地基雷達具有明顯的不同。同時由于機載雷達的發射信號S是恒模矩陣，實際獲得的發射信號S的相關矩陣只能近似于最優相關矩陣R，無法保證在雜波區域產生足夠低的凹陷，因此可能降低目標回波信號的信雜比。

發明內容

本發明的目的在于提出一種機載雷達發射方向圖設計方法。本發明針對雜波，利用先驗信息來設計發射方向圖，在發射方向圖中雜波區域設計低旁瓣，從而在發射端抑制雜波，從而提高目標回波信號的信雜比。

為實現上述技術目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種機載雷達發射方向圖設計方法，包括以下步驟：

S1：根據所述機載雷達上一時刻接收的回波信號構造導向矢量數據，所述回波信號包括目標信號和雜波信號，所述導向矢量數據包括：目標的發射導向矢量目標的空時二維導向矢量、雜波的發射導向矢量以及雜波的空時二維導向矢量；