[發明專利]MIMO雷達陣列天線及其信號處理方法

有效

• 申請號: 201811047679.4
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109085541B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 問翔
• 申請（專利權）人: 杭州捍鷹科技有限公司
• 主分類號: G01S7/28
• 分類號: G01S7/28
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳迪

本發明提供了一種MIMO雷達陣列天線及其信號處理方法，涉及雷達技術領域，該MIMO雷達陣列天線包括：兩個發射天線和四個接收天線；其中，四個接收天線依次按照預設第一間隔排列，一個發射天線設置于第一個接收天線的外側，另一個發射天線設置于第四個接收天線的外側；發射天線與相鄰的接收天線相距預設第二間隔；其中，預設第二間隔大于MIMO雷達陣列天線的工作波長的一半。本發明能夠較好地抑制泄漏信號。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，尤其是涉及一種MIMO雷達陣列天線及其信號處理方法。

背景技術

雷達是一種主動發射電磁波并接收目標反射波，對目標進行主動探測與定位的無線電裝置。以地面車輛、人員和低空飛行器為主要探測目標的雷達系統，具有要求能探測到近距離的目標，并需要能有效的抑制地面物體對雷達回波產生的地雜波的影響。采用MIMO體制的雷達系統(以下簡稱為MIMO雷達)，能夠發射正交的信號，在發射端不會形成信號的同相相加，相比傳統拋物面、平板形態天線的雷達系統，MIMO雷達的抗雜波干擾能力較強。

現有技術中針對近程地面目標的MIMO探測雷達，大多采用X和Ku波段，其MIMO天線一般采用發射天線與距離最近的接收天線之間的間隔為系統工作波長的一半，隔離度較低。諸如收發隔離度大概只能做到30dB，很難抑制掉泄漏進入接收機前端的發射信號(簡稱泄漏信號)，而過多的泄漏信號將會對雷達系統的正常工作帶來不良影響。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種MIMO雷達陣列天線及其信號處理方法，能夠較好地抑制泄漏信號。

為了實現上述目的，本發明實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種MIMO雷達陣列天線，包括：兩個發射天線和四個接收天線；其中，四個接收天線依次按照預設第一間隔排列，一個發射天線設置于第一個接收天線的外側，另一個發射天線設置于第四個接收天線的外側；發射天線與相鄰的接收天線相距預設第二間隔；其中，預設第二間隔大于MIMO雷達陣列天線的工作波長的一半。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，預設第二間隔大于MIMO雷達陣列天線的工作波長。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，預設第二間隔大于預設第一間隔。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，發射天線與相鄰的接收天線之間還設置有隔離器。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，每個接收天線之后還連接有一個混頻器。

結合第一方面至第一方面的第四種可能的實施方式之一，本發明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，MIMO雷達陣列天線工作在C波段。

第二方面，本發明實施例還提供一種MIMO雷達陣列天線的信號處理方法，方法應用于如第一方面任一項的MIMO雷達陣列，該方法包括：選擇待發射信號；其中，待發射信號為兩個相位正交的線性調頻信號；對待發射信號進行預處理，預處理包括匹配濾波處理和/或Dechirp處理；將經預處理后的待發射信號通過兩個發射天線向外發射，并通過四個接收天線分別接收經目標反射的回波信號；其中，每個接收天線對應一個虛擬接收通道；將每個接收天線的接收信號分離為兩個相位正交的通道信號，以使四個接收天線形成八個通道信號；對八個通道信號先后在距離維和多普勒維進行數據處理，得到八個通道信號對應的信號數據，以基于信號數據確定目標的角度信息；其中，數據處理包括操作包括FFT處理、非相參積累和CFAR處理。

結合第二方面，本發明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，上述基于信號數據確定目標的角度信息的步驟，包括：基于信號數據，采用最小二乘法或者經典譜估計算法確定目標的角度信息。