【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达信号处理，更具体的，涉及一种mimo雷达波形正交性能改善方法。
技术介绍
1、随着电子信息技术的不断发展，雷达所面临的目标特性和所处的探测环境变得越来越复杂，这给雷达的目标探测性能带来了更大的挑战。传统的相控阵雷达系统较为简单，在发射空域形成窄波束，指向性强，在法线方向可以获得与阵元数的平方成正比的信号功率增益，在各种雷达装备上受到广泛的应用。但相控阵雷达也存在缺点，它容易被敌方雷达截获；相控阵雷达波束是窄波束，在进行目标探测时，相控阵需要分别对不同角度的空间进行照射，无法同时探测整片空域；另外，相控阵雷达通常只能运用接收端的空域自由度，而雷达天线阵面大小的限制导致相控阵雷达难以增加空域自由度来提高目标探测能力。
2、多输入多输出(mimo)雷达在发射端和接收端都使用多个天线。mimo雷达主要分为分布式mimo雷达和集中式mimo雷达两种。此处，主要讨论集中式正交mimo雷达。集中式mimo雷达阵面分布与传统雷达阵面分布基本一致，采用波形分集技术，雷达的每个发射阵元或者发射通道之间的信号波形是相互正交的。在接收端，通过匹配滤波器或者其它滤波器把每个波形信号分别提取出来，从而可以获得发射端的空域自由度。因此，mimo雷达在信号处理时的空域自由度要远高于相控阵雷达，可以获得更高的目标探测性能。同时，由于mimo雷达发射的是正交波形，雷达的发射方向图是全向的，所以mimo雷达可以同时探测整个空域。
3、综上所述，正交波形是集中式正交mimo雷达正常运行的必要条件。但在实际中，完全正交的波形并不
4、为了提高提高mimo雷达的正交性能，国内外众多科研人员对mimo雷达正交波形设计进行了研究。正交mimo雷达波形主要有四种形式，分别是码分编址、时分编址、频分编址和多普勒分编址。基于这四种波形形式，许多mimo雷达正交波形设计方法被提出，但它们都无法实现完全正交。
5、综上，由于目前的mimo雷达波形是非正交波形，而非正交波形会对正交mimo雷达的性能造成一定的影响，需要一种提高波形正交性能的方法。
技术实现思路
1、本专利技术为了提高现有mimo雷达波形的正交性能，从而减小非正交波形对mimo雷达目标探测性能的影响，提供了一种mimo雷达波形正交性能改善方法。
2、为实现上述本专利技术目的，采用的技术方案如下：
3、一种mimo雷达波形正交性能改善方法，所述方法包括步骤如下：
4、在mimo雷达天线接收到回波信号后，对每一个接收阵元的回波信号进行下变频和数模转换，将模拟信号转化为数字信号；
5、将每一个接收阵元的数字信号分别通过不同的匹配滤波器进行匹配滤波，并将匹配滤波器的输出数据分别存储；
6、将第n个接收阵元中第m个匹配滤波器的输出数据减去第n个接收阵元中其它匹配滤波器的输出数据，得到第一结果；
7、根据第一结果与不同发射阵元输出的正交波形之间的相关系数计算得到第n个接收阵元中第m个匹配滤波器的输出数据的改良数据，由此完成雷达波形正交性能的改善。
8、优选地，设要提取第m'个波形信号，则所述匹配滤波的过程如下所示：
9、
10、式中，yn,m'(t)表示匹配滤波器的输出数据，xn(t)表示第n个接收阵元的接收信号，hm'(t)表示第m′个相位编码波形的匹配滤波器，*表示卷积，ξ表示回
11、波信号的功率，sm'(t)第m′个发射阵元发射的波形，表示第n个接收阵元和第m′个发射阵元的导向矢量，m表示第m个正交波形，t表示快时间，m表示正交mimo雷达发射阵元的总数，rm，m'表示第m正交波形和第m′正交波形在0延时中的相关系数，sm(t)表示第m个发射阵元发射的波形、表示第n个接收阵元和第m个发射阵元的导向矢量。
12、进一步地，所述第n个接收阵元的接收信号的计算公式如下：
13、
14、进一步地，第m个相位编码波形的匹配滤波器的计算公式如下所示：
15、hm(t)＝sm*(-t)
16、其中，()*表示取共轭；sm*(-t)表示波形sm(t)的共轭，同时调转整个信号。
17、进一步地，所述第一结果的计算公式如下：
18、δn,m,m'(t)＝yn,m(t)-yn,m'(t)
19、式中，yn,m(t)表示第n个接收阵元中第m个匹配滤波器的输出数据、yn,m'(t)表示第n个接收阵元中第m′个匹配滤波器的输出数据。
20、进一步地，所述根据第一结果与不同发射阵元输出的正交波形之间的相关系数计算得到第n个接收阵元中第m个匹配滤波器的输出数据的改良数据，其计算公式如下：
21、
22、式中，yn,m(t)表示改良数据，表示取实部。
23、进一步地，所述方法还包括：
24、还对yn,m(t)进行归一化处理，如下：
25、
26、其中，|·|是取模符号。
27、进一步地，把每一个接收阵元的数字信号分别通过不同的匹配滤波器进行匹配滤波，并将匹配滤波器的输出数据分别存储，记为
28、y中的每一个元素经过处理得到初步改良数据后，进行归一化处理，处理后的数据记为
29、式中，表示波形正交性改善后的数据。
30、一种mimo雷达波形正交性能改善系统，包括：
31、处理模块，用于在mimo雷达天线接收到回波信号后，对每一个接收阵元的回波信号进行下变频和数模转换，将模拟信号转化为数字信号；用于将第n个接收阵元中第m个匹配滤波器的输出数据减去第n个接收阵元中其它匹配滤波器的输出数据，得到第一结果；用于根据第一结果与不同发射阵元输出的正交波形之间的相关系数计算得到第n个接收阵元中第m个匹配滤波器的输出数据的改良数据，由此完成雷达波形正交性能的改善；
32、匹配滤波模块，用于将每一个接收阵元的数字信号分别通过不同的匹配滤波器进行匹配滤波；
33、存储模块，用于将匹配滤波器的输出数据分别存储。
34、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述的处理器执行所述的计算机程序时，实现如所述的方法的步骤。
35、本专利技术的有益效果如下：
36、本专利技术将每一个接收阵元的数字信号分别通过不同的匹配滤波器进行匹配滤波，由于每一个匹配滤波器的信本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种MIMO雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：所述方法包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的MIMO雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：设要提取第m'个波形信号，则所述匹配滤波的过程如下所示：
3.根据权利要求2所述的MIMO雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：所述第n个接收阵元的接收信号的计算公式如下：
4.根据权利要求2所述的MIMO雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：第m个相位编码波形的匹配滤波器的计算公式如下所示：
5.根据权利要求1所述的MIMO雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：所述第一结果的计算公式如下：
6.根据权利要求5所述的MIMO雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：所述根据第一结果与不同发射阵元输出的正交波形之间的相关系数计算得到第n个接收阵元中第m个匹配滤波器的输出数据的改良数据，其计算公式如下：
7.根据权利要求6所述的MIMO雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的MIMO雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：
9.一种MIMO雷达波形正交性能改善系统，其特征在于：包括：
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述的处理器执行所述的计算机程序时，实现如权利要求1～8任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种mimo雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：所述方法包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的mimo雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：设要提取第m'个波形信号，则所述匹配滤波的过程如下所示：
3.根据权利要求2所述的mimo雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：所述第n个接收阵元的接收信号的计算公式如下：
4.根据权利要求2所述的mimo雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：第m个相位编码波形的匹配滤波器的计算公式如下所示：
5.根据权利要求1所述的mimo雷达波形正交性能改善方法，其特征在于：所述第一结果的计算公式如下：
6.根据权利要求5所述的mi...
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