System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法技术_技高网

一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法技术

技术编号:41193653 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-07 22:23
本发明专利技术为了解决现有技术中MIMO体制交通雷达回波功率低,探测距离近和雷达安装偏差造成功率损失的问题,提供了一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,包括S1、获取当前雷达的安装偏差角度θ并根据θ与天线间距计算出所需调整相位Δφ;S2、控制雷达工作在MIMO模式并设定4发射天线的相位;S3、按相应顺序发射MIMO波形和S4、对接收到的信号虚拟阵列并进行DOA估计四个步骤。相比常规MIMO波形,本发明专利技术波形发射通道由于多通道发射,其增益提升了4倍,且支持通过相控阵调整波束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达探测,尤其是涉及一种基于相控阵波束成形技术的mimo波形使用方法。


技术介绍

1、当前交通雷达在检测车辆目标时为了兼顾远距离探测与高分辨率测角通常会采用mimo技术虚拟天线通道以提升雷达测角分辨率。这种模式下各天线通过依次发射信号获取虚拟通道信号,但交替发射时单个周期内只有单个通道天线工作,使得回波信号功率较低。同时雷达由于安装误差使得雷达未正对路面,这进一步导致功率损失。

2、为了解决以上问题,专利号为cn112946582a的中国专利技术专利提出一种基于车载mimo雷达的天线阵列及其使用方法,其通过执行以下步骤来实现得到:s1:确定约束条件,通过穷举的搜索方法,确定满足车载mimo雷达的约束条件的所有mimo收发阵列,并从中找到最优的mimo阵列布局;s2,确定车载mimo雷达的天线布局和天线图形结构;s3,根据车载mimo雷达的天线布局和图形结构实现出基于车载mimo雷达的天线阵列。

3、该专利通过穷举的搜索方法,从所有mimo收发阵列中找到最优的mimo阵列布局,并实现出基于车载mimo雷达的天线阵列,在提高实际阵元数设计自由度和雷达探测探测距离的同时,改善角度测量精度,相当于从已存在的探测距离和测量角度中寻找出最优的,并没有考虑到优化探测距离和测量角度的步骤。


技术实现思路

1、本专利技术主要是解决现有技术中mimo体制交通雷达回波功率低,探测距离近和雷达安装偏差造成功率损失的问题,提供了一种基于相控阵波束成形技术的mimo波形使用方法。

2、本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:

3、一种基于相控阵波束成形技术的mimo波形使用方法,其特征在于,包括以下步骤:

4、s1、获取当前雷达的安装偏差角度θ并根据θ与天线间距计算出所需调整相位

5、s2、控制雷达工作在mimo模式并设定4发射天线的相位;

6、s3、按相应顺序发射mimo波形;

7、s4、对接收到的信号虚拟阵列并进行doa估计。

8、作为一种优选方案,所述雷达安装在交通路口,所述雷达的视野包括至少一个方向的车道。

9、作为一种优选方案,所述雷达的安装偏差角度θ通过跟踪30分钟以上车流的移动轨迹生成车道历史轨迹获取。

10、作为一种优选方案,计算所需调整相位与偏差角度θ的关系式为:

11、

12、式中:两天线之间相位差;λ:波长;d:两天线间的距离;θ:预期波束朝向角度。

13、作为一种优选方案,所述4发射天线的相位设定为存在的相位差的0、和

14、作为一种优选方案,在步骤s2中,所述mimo模式使用天线两两组队发射。

15、作为一种优选方案,若天线间距一致,则三次发射的相位差与tdm_mimo发射时相同。

16、作为一种优选方案,在步骤s4中,所述doa估计包括相控阵mimo模式链路增益推算。

17、作为一种优选方案,相控阵mimo模式链路增益推算如下:

18、雷达最远探测距离可由如下公式表示:

19、

20、式中:pt:发射功率;r:最大探测距离;n:相参积累周期;bn:雷达接收机带宽,反比于脉冲宽度;d0:检测因子,与cfar阈值有关;λ:波长;t:等效温度;f:接收机噪音系数;gt:发射天线增益;gr:接收天线增益。

21、作为一种优选方案,天线的增益与波长和天线面积有关:

22、

23、因此,本专利技术的优点是:

24、由于两通道同时发射,pt增长为原有2倍,同时天线面积也增加为原先两倍,则gt也增加为原有两倍。故系统增益将增加4倍,探测距离提升约40%。

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【技术保护点】

1.一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,雷达安装在交通路口,雷达的视野包括至少一个方向的车道。

3.根据权利要求2所述的一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,雷达的安装偏差角度θ通过跟踪30分钟以上车流的移动轨迹生成车道历史轨迹获取。

4.根据权利要求3所述的一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,计算所需调整相位与偏差角度θ的关系式为:

5.根据权利要求4所述的一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,4发射天线的相位设定为存在的相位差的0、和

6.根据权利要求1所述的一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,在步骤S2中,MIMO模式使用天线两两组队发射。

7.根据权利要求6所述的一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,若天线间距一致,则三次发射的相位差与TDM_MIMO发射时相同。

8.根据权利要求1所述的一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,在步骤S4中,DOA估计包括相控阵MIMO模式链路增益推算。

9.根据权利要求8所述的一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,相控阵MIMO模式链路增益推算如下:

10.根据权利要求9所述的一种基于相控阵波束成形技术的MIMO波形使用方法,其特征在于,天线的增益与波长和天线面积有关:

...

【技术特征摘要】

1.一种基于相控阵波束成形技术的mimo波形使用方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于相控阵波束成形技术的mimo波形使用方法,其特征在于,雷达安装在交通路口,雷达的视野包括至少一个方向的车道。

3.根据权利要求2所述的一种基于相控阵波束成形技术的mimo波形使用方法,其特征在于,雷达的安装偏差角度θ通过跟踪30分钟以上车流的移动轨迹生成车道历史轨迹获取。

4.根据权利要求3所述的一种基于相控阵波束成形技术的mimo波形使用方法,其特征在于,计算所需调整相位与偏差角度θ的关系式为:

5.根据权利要求4所述的一种基于相控阵波束成形技术的mimo波形使用方法,其特征在于,4发射天线的相位设定为存在的相位差的0、和

6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐湘云祁照阁赖警辉袁雪峰朱祥程
申请(专利权)人:浙江中控信息产业股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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