[發明專利]降維的極化MIMO雷達波束形成方法、設備和存儲介質

在審

• 申請號: 202011396091.7
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112526475A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 張衡;張新勛;林強;張堃;段敏;焦曉麗
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍預警學院
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 深圳倚智知識產權代理事務所(普通合伙) 44632
• 代理人: 霍如肖

本申請公開了降維的極化MIMO雷達波束形成方法、設備和存儲介質，方法包括：獲取n_t路相互正交的雷達回波信號；通過n_t組匹配濾波器對n_t路相互正交的雷達回波信號一一進行匹配濾波，得到n_t組濾波信號；分別對n_t路濾波信號進行波束形成處理，得到n_t路波束形成信號；對n_t路波束形成信號進行相加，得到輸出信號。將1部極化MIMO雷達等效成n_t部極化SIMO雷達同時工作，不需要迭代運算，減少了運算量和迭代求解產生的多余誤差。

技術領域

本申請涉及信息技術領域，尤其涉及降維的極化MIMO雷達波束形成方法、設備和存儲介質。

背景技術

極化信息反應了電磁波的矢量特性，雷達對電磁波極化信息的提取和利用，可以有效地提高其抗干擾能力、目標檢測和目標識別能力。而多輸入多輸出(MIMO)雷達作為另一種適應現代戰爭需求而出現的新體制雷達，以其獨特的優勢受到了廣泛的關注。近幾年，極化分集技術已經被引入到MIMO雷達中，形成了極化MIMO雷達。少量公開報道的研究成果表明，極化MIMO雷達充分吸收了多輸入多輸出技術中分集處理的思想，利用空間分置、波形正交、頻率劃分和極化差異等形成多重分集，使得極化MIMO雷達具有目標檢測能力強、空間譜分辨率高、角度估計精準、發送波束設計靈活、反隱身效果好等其他雷達體制難以匹敵的優勢。

但是，現有的極化MIMO雷達波束形成方法采用最小方差無失真響應波束形成算法(MVDR)進行接收波束形成以抑制干擾，需要處理全維數的數據，導致運算量十分巨大。

發明內容

本申請的主要目的在于解決現有的極化MIMO雷達波束形成方法需要處理全維數的數據，導致運算量十分巨大的技術問題。

一種降維的極化MIMO雷達波束形成方法，包括：

獲取n_t路相互正交的雷達回波信號；

通過n_t組匹配濾波器對n_t路相互正交的雷達回波信號一一進行匹配濾波，得到n_t組濾波信號；

每組匹配濾波器包含2n_r個匹配濾波單元；第n_t組濾波信號的表達式為：

其中，和分別對應匹配濾波之后第i個天線單元中x方向電偶極子和y方向電偶極子對第j路發射信號的雷達回波信號匹配輸出；

分別對n_t路濾波信號進行波束形成處理，得到n_t路波束形成信號；

對n_t路波束形成信號進行相加，得到輸出信號。

可選地，第n_t組濾波信號對應的等效接收極化聯合導向矢量的表達式為：

其中，為發射導向矢量，θ為MIMO雷達的信號入射角度，γ和η為MIMO雷達的極化參數，γ∈[0，π/2]，η∈[-π，π]。

可選地，第n_t路波束形成信號的表達式為：

其中，表示第n_t路波束形成信號對應的波束形成權矢量。

可選地，所述輸出信號的表達式為：

可選地，所述分別對n_t路濾波信號進行波束形成處理，得到n_t路波束形成信號，包括：