[發明專利]一種基于LFMCW的MIMO雷達快速信號處理方法

有效

• 申請號: 202110282856.2
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113204018B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 趙永波;韓若曦;侯秦楠
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/34
• 分類號: G01S13/34
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開了一種基于LFMCW的MIMO雷達快速信號處理方法，包括：建立包括M個發射陣元和N個接收陣元的MIMO雷達；利用MIMO雷達發射一組正交頻分LFMCW信號；根據正交頻分LFMCW信號的回波信號，獲得有效差拍信號；設定雷達的快速傅里葉變換點數K，對有效差拍信號進行補零處理，得到補零后的有效差拍信號和對應的K個距離點；得到一組匹配有效差拍信號的初相；根據發射頻率編碼和步進頻率，獲得一個系數矩陣；對補零后的有效差拍信號進行接收波束形成，獲得接收波束形成輸出；根據接收波束形成輸出、系數矩陣和初相，得到時空匹配濾波后的信號。該基于LFMCW的MIMO雷達的信號處理實現方法，利用快速傅里葉變換，對雷達接收信號實現時空匹配濾波，能有效減少運算量。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及一種基于LFMCW的MIMO雷達快速信號處理方法，可用于基于LFMCW的MIMO雷達目標檢測。

背景技術

多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)雷達系統采用多天線發射分集的信號波形，多天線接收目標回波信號的體制。MIMO雷達可以利用相位或頻率編碼等方法實現發射信號波形的分集，在波形設計上非常靈活。與傳統雷達相比，MIMO雷達在抗雜波、抗干擾、低截獲、角度分辨率等性能方面具有明顯優勢。

線性調頻連續波(Line Frequency Modulated Continuous Wave，LFMCW)雷達的頻率調制隨時間線性變化，具有峰值功率低、測距分辨率高、無距離盲區、體積小、結構簡單成本低等優點，近年來應用較為廣泛。

現有技術已經報道了一種利用時間分集的所謂MIMO線性調頻連續波雷達，即對發射信號在時間軸上進行區分，相同的發射信號在不同的時間周期內進行發射，這種方式容易造成資源浪費，且不是真正的波形分集MIMO雷達。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于LFMCW的MIMO雷達快速信號處理方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種基于LFMCW的MIMO雷達快速信號處理方法，包括：

S1：建立包括M個發射陣元和N個接收陣元的MIMO雷達；

S2：利用所述MIMO雷達發射一組正交頻分LFMCW信號；

S3：根據所述正交頻分LFMCW信號的回波信號，獲得有效差拍信號；

S4：設定雷達的快速傅里葉變換點數K，對所述有效差拍信號進行補零處理，得到補零后的有效差拍信號和對應的K個距離點；

S5：根據所述K個距離點，得到一組匹配有效差拍信號的初相；

S6：根據所述MIMO雷達的發射頻率編碼和步進頻率，獲得一個系數矩陣；

S7：對所述補零后的有效差拍信號進行接收波束形成，獲得接收波束形成輸出；

S8：根據所述接收波束形成輸出、所述系數矩陣和所述匹配有效差拍信號的初相，得到時空匹配濾波后的信號。

在本發明的一個實施例中，所述發射天線與所述接收天線均為等距線陣，所述M個發射陣元發射的信號為：

s(t)＝[s₁(t),s₂(t),...s_i(t),...s_M(t)]^T,i＝1,2,...M，

其中，s_i(t)為第i個發射陣元發射的信號，(·)^T表示矩陣的轉置。

在本發明的一個實施例中，所述S2包括：