一种频率分集-相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法技术

本发明专利技术公开了一种频率分集

【技术实现步骤摘要】
一种频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法


[0001]本专利技术属于雷达
，具体涉及一种频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法。

技术介绍

[0002]MIMO(Multiple input multiple output，多输入多输出)雷达较传统相控阵雷达具有更多优势，如可以获得更多的自由度，但当阵列规模较大时，雷达系统在波形设计、信号处理方面的复杂度就会上升，因此很多应用场景中将相控阵雷达和MIMO技术结合，被称为“相控阵MIMO雷达”。与相控阵雷达相比，相控阵MIMO雷达发射方向图较宽，可以提高搜索效率，与发射正交波形的MIMO雷达相比，相控阵MIMO雷达可以有效避免发射能量分散，减少信噪比损失。
[0003]然而，随着探测目标的增多及探测范围的扩大，相控阵MIMO雷达面临严重的主瓣干扰问题，因此本领域技术人员亟需提出一种相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种频率分集
‑
相控阵MIMO雷达探测方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]本专利技术提供一种频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法，其特征在于，应用于频率分集
‑
相控阵MIMO雷达，所述雷达包括N个均匀排布的阵元；
[0006]所述抗主瓣干扰的方法包括：
[0007]发射具有载频差异的正交信号；其中，所述各阵元发射的K个正交信号的等效相位参考中心不同；
[0008]获取各阵元接收到的回波信号；
[0009]对第l个阵元接收到的回波信号进行数字混频及匹配滤波，得到第i个正交信号的回波信号的基带信号；其中，l＝1、2
……
、N，i＝1、2
……
、K；
[0010]确定各阵元接收到的回波信号的协方差矩阵；
[0011]根据所述协方差矩阵、所述回波信号的导向矢量以及所述导向矢量的预设不确定集合，对各个正交信号的回波信号的基带信号进行稳健波束形成，确定N个阵元的自适应权向量。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述第l个阵元接收到的回波信号为：
[0013][0014]式中，表示第l个阵元接收到的第i个正交信号的回波信号；
[0015][0016]其中，ξ表示目标的反射系数，rect{
·
}表示阵元的发射信号的脉冲函数，所述发射信号包括K个正交信号，t表示时间序列，t∈(0,T
r
)，T
r
表示脉冲重复周期，T
P
表示发射信号脉冲宽度，τ
i,l
表示第l个阵元发射第i个正交信号至其接收到第i个正交信号的回波信号的时延，f
i
表示第i个正交信号的载频，w
i
表示第i个正交信号对应的预设权值，φ
i
表示第i个正交信号，θ表示目标相对于所述雷达的角度，a
i
(θ)表示第i个正交信号在角度θ的导向矢量，(
·
)
H
表示共轭转置。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，第l个阵元的发射信号为：
[0018][0019]其中，预设权值矩阵w
1l
、w
2l
、
…
w
Kl
分别表示阵元l发射的第1、2
…
、K个正交波形的预设权值，Φ1、Φ2、
…
Φ
K
(t)表示第1、2
…
K个正交信号的包络。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述第i个正交信号的回波信号的基带信号为：
[0021][0022]式中，*表示卷积，(
·
)
*
表示共轭，Φi表示第i个正交信号的包络，第l个阵元接收到的第i个正交信号的回波信号的基带信号。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，按照如下公式对各个正交信号的回波信号的基带信号进行稳健波束形成：
[0024][0025]s.t.w'
H
[v(r,θ)+e]≥1
[0026]式中，表示各阵元接收到的回波信号的协方差矩阵，r表示目标与所述雷达之间的距离，v(r,θ)表示目标在距离r、角度θ的导向矢量，e表示导向矢量的预设不确定集合，w'表示N个阵元的自适应权向量。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0028]本专利技术提供一种频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法，通过阵元间波形相干、且同一个阵元发射一组正交信号的方式，使正交信号之间的载频具有一定差异，并且本专利技术采用基于对角加载的自适应波束形成抑制欺骗式干扰，解决了相控阵MIMO雷达无法直接解距离模糊的问题，与现有频率分集阵列参数估计方法相比，本专利技术可以将能量聚集在感兴趣区域，从而提升信号的信噪比。
[0029]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例提供的频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法的一种流程图；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法的一种示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例提供的相控阵MIMO雷达的capon估计图；
[0033]图4是本专利技术实施例提供的相控阵MIMO时域脉压图；
[0034]图5是本专利技术实施例提供的频率分集
‑
相控阵MIMO雷达的谱估计图；
[0035]图6是本专利技术实施例提供的频率分集
‑
相控阵MIMO雷达进行干扰抑制后的谱估计图；
[0036]图7是本专利技术实施例提供的5个正交信号时的时域脉压图；
[0037]图8是本专利技术实施例提供的频率分集MIMO的时域脉压结果图。
具体实施方式
[0038]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0039]图1是本专利技术实施例提供的频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法的一种流程图，图2是本专利技术实施例提供的频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法的一种示意图。请结合图1
‑
2，本专利技术实施例提供一种频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法，应用于频率分集
‑
相控阵MIMO雷达，该雷达包括N个均匀排布的阵元；
[0040]上述抗主瓣干扰的方法包括：
[0041]S1、发射具有载频差异的正交信号；其中，各阵元发射的K个正交信号的等效相位参考中心不同；
[0042]S2、获取各阵元接收到的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法，其特征在于，应用于频率分集
‑
相控阵MIMO雷达，所述雷达包括N个均匀排布的阵元；所述抗主瓣干扰的方法包括：发射具有载频差异的正交信号；其中，所述各阵元发射的K个正交信号的等效相位参考中心不同；获取各阵元接收到的回波信号；对第l个阵元接收到的回波信号进行数字混频及匹配滤波，得到第i个正交信号的回波信号的基带信号；其中，l＝1、2
……
、N，i＝1、2
……
、K；确定各阵元接收到的回波信号的协方差矩阵；根据所述协方差矩阵、所述回波信号的导向矢量以及所述导向矢量的预设不确定集合，对各个正交信号的回波信号的基带信号进行稳健波束形成，确定N个阵元的自适应权向量。2.根据权利要求1所述的频率分集
‑
相控阵MIMO雷达抗主瓣干扰的方法，其特征在于，所述第l个阵元接收到的回波信号为：式中，表示第l个阵元接收到的第i个正交信号的回波信号；其中，ξ表示目标的反射系数，rect{
·
}表示阵元的发射信号的脉冲函数，所述发射信号包括K个正交信号，t表示时间序列，t∈(0,T
r
)，T
r
表示脉冲重复周期，T
P
表示发射信号脉冲宽度，τ
i,l
表示第l个阵元发射第i个正交信号至其接收到第i个正交信号的回波信号的时延，f
i
表示第i个正交信号的载频，w
i
表示第i个正交信号对应的预设权值，φ
i
表示第i个正交信号，θ表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱圣棋，魏法，兰岚，李西敏，王正曦，余昆，朱晶晶，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：