[發明專利]一種基于FFT的平面陣MIMO雷達波形設計方法

有效

• 申請號: 201611178524.5
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106842134B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 戴奉周;高原;張博;馮大政;劉宏偉
• 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
• 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

本發明屬于雷達技術領域，公開了一種基于FFT的平面陣MIMO雷達波形設計方法，包括：建立MIMO雷達的幾何模型，分別在二維均勻平面陣列的方位角范圍及俯仰角范圍內均勻抽取多個方位角和俯仰角，對于其中的任一方位角和任一俯仰角，計算得到對應的發射導向矢量；對于每一個發射波束，分別構造對應的方位角范圍及俯仰角范圍，并分別利用所構造方位角范圍和俯仰角范圍計算X軸上的協方差矩陣和Y軸上的協方差矩陣，再利用X軸上的協方差矩陣和Y軸上的協方差矩陣得到該發射波束對應的協方差矩陣；利用全部協方差矩陣及全部發射導向矢量計算得到MIMO雷達的方向圖函數。本發明能夠實現對平面陣MIMO雷達的波形設計，且運算量較小。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，尤其涉及一種基于FFT的平面陣MIMO雷達波形設計方法。

背景技術

多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)雷達是目前正處在快速發展的新體制雷達，其在定位精度、對低速運動目標檢測、空間分辨率以及對付隱形目標和低截獲概率等方面具有傳統雷達不可比擬的優勢，已成為當前雷達技術領域的研究熱點。由于MIMO雷達的每個發射天線可以獨立發射不同的波形，因此相比與傳統的相控陣雷達，MIMO雷達的發射信號設計更為靈活，系統的可利用自由度有所增加，大大改善了對目標參數的估計能力，提高了雷達可分辨的目標數目。

目前，已有的MIMO雷達波形設計方法主要基于迭代算法來計算發射信號的協方差矩陣，并以此來設計滿足一定限制條件的一維MIMO雷達波形。現有的這種MIMO雷達波形設計方法不僅運算量大，且無法直接推廣到平面陣MIMO雷達波形設計。

發明內容

為此，本發明提供一種基于FFT的平面陣MIMO雷達波形設計方法，能夠實現對平面陣MIMO雷達的波形設計，且運算量較小。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

提供一種一種基于FFT的平面陣MIMO雷達波形設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立MIMO雷達在笛卡爾坐標系XOYZ中的幾何模型；其中，在MIMO雷達的幾何模型中，MIMO雷達的發射陣列為二維均勻平面陣列，并位于笛卡爾坐標系XOYZ的XOY平面內，其中X軸包含M_x個陣元，陣元間距為d_x，Y軸包含M_y個陣元，陣元間距為d_y；二維均勻平面陣列的方位角范圍為[Ω_min，Ω_max]，0°≤Ω_min＜Ω_max≤180°，俯仰角范圍為[Γ_min，Γ_max]，且Γ_min＝-Γ_max，Γ_max∈[0，90°]；二維均勻平面陣列形成L個發射波束；

步驟2，按照固定間隔在二維均勻平面陣列的方位角范圍[Ω_min，Ω_max]內均勻抽取K個方位角{θ₁，θ₂，…θ_K}，以及按照固定間隔在二維均勻平面陣列的俯仰角范圍[Γ_min，Γ_max]內均勻抽取I個俯仰角K和I為正整數；

遍歷K個方位角和I個俯仰角，對于K個方位角中的任一方位角θ_k和I個俯仰角中的任一俯仰角計算處的發射導向矢量得到K×I個發射導向矢量；其中，k和i為整數，1≤k≤K，1≤i≤I；

令l＝1；