[發(fā)明專利]基于接收波束形成的集中式MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410116497.3
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103852751A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉宏偉;周生華;臧會(huì)凱;糾博;王旭
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于接收波束形成的集中式MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：

1）根據(jù)實(shí)際的集中式MIMO雷達(dá)系統(tǒng)，確定集中式MIMO雷達(dá)的發(fā)射天線個(gè)數(shù)N_t和接收天線個(gè)數(shù)N_r，MIMO雷達(dá)波形的個(gè)數(shù)等于集中式MIMO雷達(dá)的發(fā)射天線個(gè)數(shù)N_t，根據(jù)實(shí)際需要，確定MIMO雷達(dá)波形的碼元長度N_s；

2）根據(jù)集中式MIMO雷達(dá)實(shí)際的探測需要，確定N_θ個(gè)探測角度θ_m，m＝1,2,…,N_θ，以及N′_θ個(gè)抑制角度θ′_n，n＝1,2,…,N′_θ，進(jìn)而得到N_θ個(gè)歸一化的探測角頻率f_m＝0.5sin(θ_m)和N′_θ個(gè)歸一化的抑制角頻率f′_n＝0.5sin(θ′_n)，其中，m＝1,2,…,N_θ，n＝1,2,…,N′_θ；

3）根據(jù)N_θ個(gè)探測角度θ_m，確定期望發(fā)射方向圖B_p，該發(fā)射方向圖B_p是一個(gè)N_b維的向量；

4）構(gòu)建MIMO雷達(dá)波形優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和約束條件：

4a）給定一個(gè)MIMO雷達(dá)波形矩陣S，根據(jù)發(fā)射天線個(gè)數(shù)N_t、接收天線個(gè)數(shù)N_r、N_θ個(gè)探測角頻率、N′_θ個(gè)抑制角頻率、MIMO雷達(dá)波形的個(gè)數(shù)N_t、碼元長度N_s和期望發(fā)射方向圖B_p，得到集中式MIMO雷達(dá)接收回波距離旁瓣和角度旁瓣的最大值D和MIMO雷達(dá)波形矩陣S的發(fā)射方向圖與期望發(fā)射方向圖的最大差值C：

D=max|arH(fm)ar(fn′)Nr·atH(fm)SJkSHat(fn′)atH(fm)SSHat(fm)|,]]>

C=max|diag(AHSSHANs)-γ·Bp|,]]>

其中，|·|表示對輸入向量的每個(gè)元素取模值，(·)^H表示共軛轉(zhuǎn)置；f_m為探測角頻率，m＝1,2,…,N_θ；f′_n為抑制角頻率，n＝1,2,…,N′_θ；a_r(f_m)表示角頻率為f_m時(shí)的接收波束形成導(dǎo)向向量；a_t(f_m)表示角頻率為f_m時(shí)的發(fā)射波束形成導(dǎo)向向量；MIMO雷達(dá)波形矩陣S為N_t行N_s列的矩陣；J_k為滑動(dòng)矩陣，其下標(biāo)k的取值范圍與探測角頻率f_m和抑制角頻率f′_n有關(guān)，如果探測角頻率f_m＝f′_n，則k＝1,2,…,N_s-1，如果探測角頻率f_m≠f′_n，則k＝0,±1,±2,…,±(N_s-1)；diag(·)表示輸入矩陣的對角線元素，A是一個(gè)N_t行N_b列的矩陣，γ是一個(gè)權(quán)系數(shù)變量；

4b）根據(jù)步驟4a）得到的旁瓣最大值D和發(fā)射方向圖最大差值C，構(gòu)建MIMO雷達(dá)波形優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)和約束條件：

minγ,Pmax[D,α·C]s.t.S=exp(jP)0≤Px,y≤2π,x=1,2,···,Nt,y=1,2,···,Ns,]]>

其中，s.t.表示約束條件，exp(·)表示指數(shù)，j為虛數(shù)單位，α是一個(gè)權(quán)系數(shù)，P為MIMO雷達(dá)波形矩陣S的相位矩陣，P_x,y表示相位矩陣P的第x行第y列對應(yīng)的元素；

5）根據(jù)步驟4）中構(gòu)建的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，使用優(yōu)化算法編程求解，得到最終的MIMO雷達(dá)波形矩陣