[發(fā)明專利]基于MIMO雷達的抗波達角方向失配的穩(wěn)健波束形成器

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111642371.6
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114444540A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 萬環(huán)
• 申請（專利權）人: 萬環(huán)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G01S13/02;G01S7/02
• 代理公司: 深圳力拓知識產(chǎn)權代理有限公司 44313
• 代理人: 張小雪

1.基于MIMO雷達的抗波達角方向失配的穩(wěn)健波束形成器，其特征在于：包括以下步驟：

S1：MIMO雷達陣列單元對收集的空間波束信號進行處理，處理后的空間波束信號可形成信號協(xié)方差矩陣；

S2：得到的信號協(xié)方差矩陣通過標準Capon波束形成器，得出標準Capon波束圖；

S3：標準Capon波束圖用于檢測零陷，找出旁瓣零陷，從而可以找出一組包含干擾的波達角度和相應角度方向的響應幅值的估計值；

S4：將估計值帶入穩(wěn)健波束形成器中，抑制干擾信號并保持目標信號不受抑制，尋找最佳波束形成器權重向量，對其進行標識。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于MIMO雷達的抗波達角方向失配的穩(wěn)健波束形成器，其特征在于：所述步驟S1中，接收1個目標信號和J個干擾信號。K時刻，陣列接收信號矢量X(k)可以表示為

其中s₀(k)和分別表示目標信號和干擾信號的波形，θ₀是目標信號的波達角方向，是干擾的波達角方向，n(k)是加性高斯噪聲，例如其中為噪聲方差，I為單位矩陣。在本工作中，假定目標信號、干擾和噪聲是統(tǒng)計獨立的。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于MIMO雷達的抗波達角方向失配的穩(wěn)健波束形成器，其特征在于：所述步驟S1中，信號的協(xié)方差矩陣可以表示為

R＝E{(x(k)x(k))^H}＝R_s+R_i+n (2)

其中E{·}表示統(tǒng)計期望算子，(·)^H表示厄米轉(zhuǎn)置，R_s和R_i+n分別是信號協(xié)方差矩陣和干擾加噪聲的協(xié)方差矩陣，可以表示為

其中，是感興趣信號的功率，是第i個干擾的功率。雷達陣列接收信號樣本協(xié)方差矩陣表示為：

其中，K是樣本大小。信號接收器權向量表示為

w＝[w₁，w₂，…，w_M]^T (5)

其中(·)^T表示轉(zhuǎn)置運算符，給定波束形成器權向量w，陣列輸出為y(k)＝w^Hx(k)。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于MIMO雷達的抗波達角方向失配的穩(wěn)健波束形成器，其特征在于：所述步驟S2中，信號協(xié)方差矩陣通過標準Capon波束形成器，得出標準Capon波束圖。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于MIMO雷達的抗波達角方向失配的穩(wěn)健波束形成器，其特征在于：所述步驟S3中，通過Capon波束形成器用于檢測零陷的角度位置(包括干擾的波達角方向)，和記錄缺口處的響應水平。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于MIMO雷達的抗波達角方向失配的穩(wěn)健波束形成器，其特征在于：所述步驟S2中，加載信號樣本協(xié)方差矩陣，最大化輸出信噪比可以得到標準Capon波束形成器權矢量w_SCB，如

。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于MIMO雷達的抗波達角方向失配的穩(wěn)健波束形成器，其特征在于：所述步驟S4中，抑制干擾信號時，深口零陷將形成在波束圖旁瓣的干擾角度處以及波達角失配情況下的主瓣的目標信號角度方向；根據(jù)這個情況，令Θ為目標信號區(qū)域外的零陷角度，即

Θ＝{θ′₁，θ′₂，…，θ′_L} (7)

并令相應的響應幅度為ρ_l

。