專利名稱：：一種多輸入多輸出雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及雷達(dá)
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種多輸入多輸出(MMO，Multiple-InputMultiple-Output)雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法。
背景技術(shù)：
：MMO雷達(dá)是國(guó)際上近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新概念雷達(dá)體制，由于其在目標(biāo)檢測(cè)、參數(shù)估計(jì)、高分辨成像、反隱身目標(biāo)、反摧毀、抗干擾等方面所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使得該新概念雷達(dá)受到了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者和工程技術(shù)人員的廣泛注意。不同于傳統(tǒng)雷達(dá)，MIMO雷達(dá)發(fā)射陣列和接收陣列通常均包含多個(gè)相位中心，各接收通道回波常為所有發(fā)射信號(hào)經(jīng)目標(biāo)散射回波信號(hào)的矢量和，這使得各接收通道匹配濾波輸出信號(hào)通常不僅包含有與匹配濾波器響應(yīng)對(duì)應(yīng)發(fā)射信號(hào)的自相關(guān)距離旁瓣干擾，同時(shí)還包含了大量與其他發(fā)射信號(hào)相關(guān)所產(chǎn)生的互相旁瓣干擾，嚴(yán)重制約了對(duì)目標(biāo)各觀測(cè)通道散射信息的分離和處理。為了解決前述問(wèn)題，目前一種有效的措施就是采用具有較好自相關(guān)和互相關(guān)特性的相位編石馬波形，如文獻(xiàn)DengH."Polyphasecodedesignfororthogonalnettedradarsystems"IEEETrans.SignalProcessing.，2004，vol.52，(11)，pp.3126-3135中公開(kāi)的基于模擬退火方法多相編碼信號(hào)搜索方法和文獻(xiàn)HammadAK，ZhangYY，JiCL，etal."Optimizingpolyphasesequencesfororthogonalnetted:radar，，.IEEEsignalprocessingletters,2006，vol.13(10)，pp.589-592中公開(kāi)的基于互熵(CE)搜索的多相編碼搜索方法。盡管，相比Deng提出的搜索方法，Hammad等人通過(guò)在搜索過(guò)程中同時(shí)考慮了編碼信號(hào)的自相關(guān)、互相關(guān)特性以及多普勒損失，提供了一條更優(yōu)的多相正交編碼信號(hào)方法，但是值得注意的是，理論上，具有良好自相關(guān)和互相關(guān)特性完全正交編碼波形并不存在，Deng和Hammad方法研究的編碼波形實(shí)際上僅是一些滿足特定約束條件的準(zhǔn)正交編碼波形，利用他們方法搜索出的碼長(zhǎng)為40的編碼信號(hào)理論最大自相關(guān)旁瓣和互相關(guān)旁瓣電平分別僅為-17.7dB和-14.9dB，即使碼長(zhǎng)增加到1024，編碼信號(hào)兩種旁瓣理論上也僅能達(dá)到-23.6dB和-33.ldB，且隨著發(fā)射陣元數(shù)的增加，不同通道自相關(guān)旁瓣和互相關(guān)旁瓣的累積將使脈沖壓縮輸出旁瓣電平將顯著增加。針對(duì)正交編碼信號(hào)設(shè)計(jì)存在的上述難題，為了使得MM0雷達(dá)技術(shù)，尤其是具有較大陣列規(guī)模MM0雷達(dá)技術(shù)走向?qū)嵱茫?006年，Blunt等人在文獻(xiàn)Blunt，S.D.，andGerlach，K.MultistaticAdaptivePulseCompression.IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems,2006，Vol.42(3):891-903禾口文獻(xiàn)Bl皿t，S.D.，andGerlach，K.AdaptivePulseCompressionvia匪SEestimation.IEEETransactionsonAerospaceandElectronicSystems,2006，Vol.42(2):572-584中陸續(xù)公開(kāi)了一種基于估計(jì)理論的旁瓣抑制方法。他們基于最小均方誤差(匪SE)準(zhǔn)則，以目標(biāo)沖擊響應(yīng)為估計(jì)對(duì)象，提出了一種序貫最小均方誤差的自適應(yīng)脈沖壓縮方法。盡管Bl皿t等人已證明了該方法的有效性，但由于該方法對(duì)濾波器響應(yīng)的估計(jì)是已編碼信號(hào)完全正交為前提，對(duì)于非完全正交編碼，將會(huì)造成對(duì)響應(yīng)估計(jì)的誤差，這就使得隨著發(fā)射陣元數(shù)的增加和不同通道估計(jì)誤差的累積，脈沖壓縮輸出旁瓣電平將顯著增加。此外，需要指出的是，該方法并沒(méi)有考慮脈沖壓縮中噪聲引起的失配損失。通常隨著信噪比的降低，噪聲分量作用逐漸增強(qiáng)，利用序慣最小二乘(RMMSE)得到的濾波器響應(yīng)增益趨近于零，脈沖壓縮將會(huì)失效。因此，亟待提供一種新的有效的MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法以克服上述缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種MMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法，使得在保證雷達(dá)工作效率的前提下，利用該波形設(shè)計(jì)和處理方法可在一定距離范圍內(nèi)完全消除MIMO雷達(dá)脈沖壓縮輸出信號(hào)中旁瓣干擾，實(shí)現(xiàn)不同觀測(cè)通道目標(biāo)散射信息精確分離，并進(jìn)而提高后續(xù)雷達(dá)信號(hào)和數(shù)據(jù)處理(如目標(biāo)檢測(cè)、成像以及跟蹤等)的精度。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種MMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法，其包括以下步驟設(shè)定波形參數(shù)，并根據(jù)所述波形參數(shù)構(gòu)造多相序列矩陣；利用所述多相序列矩陣中各行依次串接形成各發(fā)射波形的多相編碼序列；利用所述多相編碼序列，分別對(duì)基脈沖進(jìn)行編碼調(diào)制以產(chǎn)生所述多輸出多輸入雷達(dá)發(fā)射陣列各發(fā)射陣元的發(fā)射信號(hào)；通過(guò)所述發(fā)射陣元發(fā)射相應(yīng)的所述發(fā)射信號(hào)；通過(guò)所述MMO雷達(dá)接收陣列的多個(gè)接收陣元接收所述發(fā)射信號(hào)經(jīng)目標(biāo)物反射后的回波信號(hào)；對(duì)所述回波信號(hào)進(jìn)行基帶轉(zhuǎn)換和模數(shù)變換以得到各接收陣元回波序列；以所述發(fā)射信號(hào)為參考信號(hào)，對(duì)所述各接收陣元回波序列從頻域進(jìn)行匹配濾波處理以得到脈沖壓縮輸出回波序列；利用所述距離門對(duì)所述脈壓輸出回波序列按一定時(shí)間間隔進(jìn)行截取以得到零旁瓣回波序列。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開(kāi)的MMO雷達(dá)波形接收回波具有零旁瓣帶特性，其經(jīng)脈沖壓縮處理之后得到的各濾波通道輸出信號(hào)中自相關(guān)旁瓣均為零，而互相關(guān)旁瓣則以一定間隔等間距出現(xiàn)。同時(shí)，通過(guò)特定距離門對(duì)各濾波通道輸出信號(hào)序列按一定時(shí)間間隔截取后即可得到零旁瓣回波序列，完全消除不同發(fā)射波形的互相關(guān)旁瓣干擾，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同觀測(cè)通道目標(biāo)散射信息的精確分離，使得系統(tǒng)具有了優(yōu)越的弱目標(biāo)(或散射中心)檢測(cè)能力。此外，本發(fā)明公開(kāi)的MMO雷達(dá)波形處理方法僅涉及了信號(hào)的快速傅利葉變換和零旁瓣帶的截取，旁瓣抑制不會(huì)造成主瓣信噪比損失，且方法運(yùn)算量與現(xiàn)有常規(guī)雷達(dá)脈沖壓縮技術(shù)中的處理方法運(yùn)算量相當(dāng)，而遠(yuǎn)低于Blunt等人提出的基于最小二乘的方法，便于在線實(shí)時(shí)進(jìn)行。優(yōu)選地，所述多相編碼序列設(shè)計(jì)方法的步驟具體包括(1)按照雷達(dá)系統(tǒng)的分辨力和零旁瓣帶要求，設(shè)定參數(shù)K和kO，并根據(jù)設(shè)定的參數(shù)構(gòu)造如下Frank矩陣<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中Wk二e—j'^k，7、V^T,K為序列長(zhǎng)度，k。為任意正整數(shù)，其取值大小由期望的零旁瓣帶范圍決定。(2)利用所述矩陣中各行按以下關(guān)系構(gòu)造各發(fā)射波形的多相編碼序列<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中"o"為串接運(yùn)算符，N為發(fā)射陣列陣元個(gè)數(shù)，且與參數(shù)k。，K滿足如下關(guān)系<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中a為大于等于1的正整數(shù)。(3)利用所述多相編碼通過(guò)對(duì)基脈沖的編碼調(diào)制，產(chǎn)生第n個(gè)發(fā)射陣列陣元發(fā)射信號(hào)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中T為子脈沖寬度，""e0>為子脈沖相位編碼。優(yōu)選地，相應(yīng)的所述多相編碼波形的回波處理方法包括以下步驟(1)通過(guò)接收陣列的多個(gè)接收陣元接收所述發(fā)射信號(hào)經(jīng)目標(biāo)物反射后的回波信號(hào)，并對(duì)接收陣列各接收陣元接收回波信號(hào)進(jìn)行基帶轉(zhuǎn)換和A/D變換；(2)分別沿距離向各接收通道回波序列進(jìn)行快速傅利葉變換；(3)利用所述發(fā)射信號(hào)為參考函數(shù)，從頻域?qū)Ω鹘邮贞囋獮V波器組中相應(yīng)通道接收信號(hào)序列分別進(jìn)行匹配濾波，得到不同接收陣元各通道脈沖壓縮輸出基帶信號(hào)序列；(4)利用如下時(shí)間間隔對(duì)各匹配濾波器輸出基帶信號(hào)序列進(jìn)行截取以得到零旁瓣干擾輸出波形<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中b」為取整運(yùn)算，R。為目標(biāo)中心至陣列中心的斜距，c為光速。為了進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施步驟進(jìn)行解釋。圖1為典型MIM0雷達(dá)觀測(cè)模型示意圖；圖2為圖1所示MMO雷達(dá)的接收陣列各陣元的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本發(fā)明MM0雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖4為圖3所示MM0雷達(dá)波形處理方法中發(fā)射波形調(diào)制過(guò)程示意圖；圖5為圖3的MIM0雷達(dá)波形處理方法中回波信號(hào)的處理過(guò)程示意圖；圖6為本實(shí)現(xiàn)例所用目標(biāo)模型示意圖；圖7a為本實(shí)施例21個(gè)接收陣元441個(gè)通道匹配濾波輸出時(shí)域回波序列的等值線圖；圖7b為本實(shí)施例中第1個(gè)接收陣元第1個(gè)濾波器輸出回波序列的波形圖；圖8為本實(shí)施例中所有接收通道距離門截取后輸出回波序列等值線圖。具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如上所述，本發(fā)明提供了一種多輸入多輸出雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法，利用該方法可以在保證雷達(dá)工作效率的前提下，在一定距離范圍內(nèi)完全消除MMO雷達(dá)回波序列中的旁瓣干擾，即脈沖壓縮輸出信號(hào)中的自相關(guān)旁瓣和互相關(guān)旁瓣干擾，實(shí)現(xiàn)不同觀測(cè)通道目標(biāo)散射信息精確分離，進(jìn)而提高后續(xù)信號(hào)處理和數(shù)據(jù)處理(如目標(biāo)檢測(cè)、成像以及跟蹤等)的精度。為了更好的介紹本發(fā)明公開(kāi)的MM0雷達(dá)波形設(shè)計(jì)和處理方法，先對(duì)MM0雷達(dá)觀測(cè)模型進(jìn)行介紹。圖1展示了典型MM0雷達(dá)的觀測(cè)模型，如圖1所示，該MM0雷達(dá)的發(fā)射陣列IO包含N個(gè)發(fā)射陣元10a，各陣元發(fā)射的發(fā)射信號(hào)記為sn(t)(n=1，2，…，N)，其接收陣列12包含M個(gè)接收陣元12a。發(fā)射陣列IO發(fā)射的信號(hào)經(jīng)目標(biāo)物14反射后形成回波信號(hào)，并由接收陣列12的M個(gè)接收陣元12a接收。每個(gè)接收陣元12a接收機(jī)的信號(hào)處理均由基帶轉(zhuǎn)換和匹配濾波器組組成，所有M個(gè)接收陣元12a的匹配濾波器接收回波數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖2所示，即通過(guò)與匹配于所有發(fā)射信號(hào)sn(t)的匹配濾波器組中各濾波器濾波處理后可形成MXN個(gè)獨(dú)立接收通道。下面結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明MIM0雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法的具體步驟。圖3為本發(fā)明公開(kāi)的MM0雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖。如圖3所示，本實(shí)施例的MIM0雷達(dá)波形設(shè)計(jì)方法包括以下步驟S301:按照雷達(dá)系統(tǒng)的分辨力和零旁瓣帶要求，設(shè)定波形參數(shù)，并構(gòu)造Frank多相編碼序列矩陣<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>"/K，j'=V1!，k為序列長(zhǎng)度，k。為任意正整數(shù)，其取值大小由期望的<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>2*0+20《0《0…0其中wk=e零旁瓣帶范圍決定。S302:利用所述多相序列矩陣中各行依次串接形成多相編碼序列。具體地，該步驟如下①—='尸'("一i)Vi'尸《-1o尸oo巧其中"o"為串接運(yùn)算符。本實(shí)施例中，k。與參數(shù)N，K滿足如下關(guān)系K=NXk。+a其中a為大于等于1的正整數(shù)，可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。S303:利用生成的多相編碼序列，分別對(duì)發(fā)射波形進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生發(fā)射陣列10中各發(fā)射陣元10a的發(fā)射信號(hào)。結(jié)合圖4，詳細(xì)介紹對(duì)本實(shí)施例中對(duì)發(fā)射波形的調(diào)制過(guò)程。如圖4所示，首先利用前述多相編碼序列對(duì)基脈沖進(jìn)行調(diào)相得到發(fā)射波形序列，然后用載頻信號(hào)對(duì)該發(fā)射波形序列進(jìn)行調(diào)頻，以得到不同發(fā)射陣元10a的雷達(dá)發(fā)射信號(hào)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>其中T為子脈沖寬度，"。為載頻對(duì)應(yīng)的角頻率，e①"為子脈沖相位編碼。S304:通過(guò)圖1中雷達(dá)觀測(cè)模型發(fā)射陣列10的N個(gè)發(fā)射陣元10a發(fā)射前述發(fā)射信S305:通過(guò)接收陣列12的M個(gè)接收陣元12a接收所述發(fā)射信號(hào)經(jīng)目標(biāo)物反射后的回波信號(hào)。S306:分別對(duì)接收陣列12各接收陣元12a接收到的回波信號(hào)進(jìn)行基帶轉(zhuǎn)換和A/D變換得到各接收陣元回波序列。在高頻段，當(dāng)入射波波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于目標(biāo)電尺寸時(shí)，目標(biāo)通?？杀唤橛啥鄠€(gè)理想點(diǎn)散射中心組成，因此，若假設(shè)雷達(dá)各發(fā)射陣元初相穩(wěn)定，且不考慮系統(tǒng)噪聲和天線輻射模式的影響，則基帶轉(zhuǎn)換和A/D變換后接收陣列第m個(gè)接收陣元匹配濾波器組中各濾波器接收的基帶回波序列可表示為凡'(0=I>(/&(卜^)exp(-.M.《)，/=0，1,2,…,/-1其中o,和Tm:a)分別為發(fā)射陣列中第n個(gè)陣元至第q個(gè)散射中心再到接收陣列第m個(gè)陣元傳輸通道的目標(biāo)雷達(dá)反射截面積和時(shí)間延遲。S307:以所述發(fā)射信號(hào)為參考信號(hào)，對(duì)各接收陣元回波序列從頻域進(jìn)行脈沖壓縮處理以得到脈壓輸出回波序列。下面結(jié)合圖5，詳細(xì)闡述頻域脈沖壓縮處理的過(guò)程。如圖5所示，該步驟包括a)分別沿距離向?qū)Ω鹘邮胀ǖ赖幕夭ㄐ蛄羞M(jìn)行快速傅利葉變換(FFT)。b)利用預(yù)存發(fā)射波形序列的復(fù)共軛頻譜與基帶信號(hào)的頻譜相乘，從頻域?qū)Ω鹘邮贞囋獮V波器組中相應(yīng)接收通道的回波信號(hào)進(jìn)行匹配濾波。c)分別對(duì)各通道濾波輸出序列進(jìn)行逆傅利葉變換(IFFT)，則可得到不同接收陣元各通道脈沖壓縮輸出的回波序列為<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>可以看出，通過(guò)匹配濾波脈沖壓縮后，IFFT輸出的基帶信號(hào)中自相關(guān)旁瓣均為零，而互相關(guān)旁瓣則以k。K為間隔等間距出現(xiàn)。S308:利用距離門，對(duì)前述各通道回波序列按一定時(shí)間間隔進(jìn)行截取抑制等間隔出現(xiàn)的旁瓣干擾，以得到零旁瓣回波序列。在本實(shí)施例中，距離門截取所用的時(shí)間間隔為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中卜」為取整運(yùn)算，c為光速，R。為目標(biāo)中心至陣列中心的斜距'進(jìn)而得到的零旁瓣回波序列為接收陣元M「通道l<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>通道2:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>L通道N:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>廠通道l:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>通道2:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>、通道N:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>通道l:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>通道2:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>下面進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例MMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法的有效性。本實(shí)施例中MIMO雷達(dá)的發(fā)射陣列10和接收陣列12分別由具有不同陣元間距的均勻線陣組成，各陣元10a和12a均位于坐標(biāo)軸x軸上，且中心位于坐標(biāo)系原點(diǎn)。對(duì)于發(fā)射陣列IO，其半尺寸長(zhǎng)度為21米，陣元數(shù)M為21，陣列間距為2米，記第n個(gè)陣列陣元空間坐標(biāo)表示為(Xn，0，0)，xnG[-21，21]。而對(duì)于接收陣列12，其陣列半尺寸長(zhǎng)度為420米，陣元數(shù)N為21，陣元間距為42米，第m個(gè)陣元的空間坐標(biāo)表示為(Xm，0，0)，xmG[-420,420]。本實(shí)施例的觀測(cè)目標(biāo)中心空間坐標(biāo)為(35.355km，35.355km，86.603km)，在x、y和z方向的最大橫向尺寸分別為14m、14m和20m，且其由具有不同目標(biāo)雷達(dá)發(fā)射截面積RCS的11個(gè)理想散射中心組成，其中散射中心最大RCS為l，最小RCS為0.1(各散射中心空間位置分布如圖7所示)。系統(tǒng)載頻為11.8GHz，帶寬為75MHz，相應(yīng)的距離分辨力為2m。若設(shè)定本實(shí)施例中發(fā)射波形的零旁瓣帶為4.5332ns，對(duì)應(yīng)徑向距離為1.36km，則本發(fā)明提出的雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法的完整步驟如下1)按照系統(tǒng)的分辨力和零旁瓣帶要求，設(shè)定k。=4和K=85，并產(chǎn)生Frank多相編碼矩陣F;2)利用矩陣F中各行依次串接形成多相編碼序列0\，。2，…，。21;3)利用構(gòu)造的多相編碼序列①"。2，…，。21按照?qǐng)D4的調(diào)制流程對(duì)發(fā)射波形進(jìn)行編碼和調(diào)制，并產(chǎn)生MIMO雷達(dá)第n個(gè)發(fā)射陣元的發(fā)射信號(hào)接收陣元接收陣元接收陣元7225&(r)=Zrect若假系統(tǒng)各發(fā)射陣元初相穩(wěn)定，且不考慮系統(tǒng)噪聲和天線輻射模式的影B向，則經(jīng)過(guò)基帶轉(zhuǎn)換和A/D變換后接收陣列第m個(gè)接收陣元匹配濾波器組中各濾波器接收回波序列可表示為乂"(0=i|>"G一C)，(—MrlS卜''=0,1,2,…,/-1《=1=1其中0(1和、,^)分別為發(fā)射陣列中第n個(gè)陣元至第q個(gè)散射中心再到接收陣列第m個(gè)陣元傳輸通道的目標(biāo)雷達(dá)反射截面積和時(shí)間延遲，且其中R。=100km。按照?qǐng)D5提出的處理流程，其回波處理完整步驟如下1)分別沿距離向?qū)?41個(gè)接收通道回波序列進(jìn)行7225點(diǎn)快速傅利葉變換；2)利用發(fā)射波形作為參考函數(shù)，從頻域分別對(duì)21個(gè)接收陣元濾波器組中441個(gè)通道接收回波序列進(jìn)行匹配濾波，獲得的21個(gè)接收陣元441個(gè)通道匹配濾波輸出時(shí)域回波序列的等值線圖如圖7a所示，其中第1個(gè)接收陣元第1個(gè)濾波器輸出時(shí)域回波序列如圖7b所示。3)按照本發(fā)明提出的回波距離門設(shè)置方法，對(duì)441個(gè)通道的回波序列進(jìn)行截取，抑制等間隔出現(xiàn)的旁瓣干擾，處理結(jié)果如圖8所示。由圖7a和7b給出的結(jié)果可以看到，對(duì)于本發(fā)明提供方法產(chǎn)生的多相編碼發(fā)射波形，其各通道匹配濾波輸出回波在距離向上存在明顯的零旁瓣區(qū)域，在目標(biāo)中心位置前后169個(gè)距離單元上，各通道脈沖壓縮輸出的自相關(guān)旁瓣和不同發(fā)射波形的互相關(guān)旁瓣均為零。同時(shí)，由圖7b的結(jié)果可以看到，由于零旁瓣帶的存在，使得目標(biāo)體上弱散射中心完全被精確觀測(cè)。此外，由圖8所示的距離門截取回波結(jié)果可以看出，通過(guò)本發(fā)明提供的回波處理方法可完全消除零旁瓣帶外不同發(fā)射波形的互相關(guān)旁瓣。綜上所述，本發(fā)明的MMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法具有以下優(yōu)點(diǎn)1)就其采用的編碼產(chǎn)生方式而言，本發(fā)明提出的MMO雷達(dá)波形具有精確的表達(dá)式，避免了現(xiàn)有技術(shù)中涉及的高維非線性搜索問(wèn)題。2)就回波處理方式而言，本發(fā)明提出的零旁瓣帶MMO雷達(dá)波形處理方法中僅涉及信號(hào)的快速傅利葉變換和零旁瓣帶的截取，方法運(yùn)算量與現(xiàn)有常規(guī)雷達(dá)脈沖壓縮技術(shù)中的處理方法運(yùn)算量相當(dāng)，而遠(yuǎn)低于Bhmt等人提出的基于最小二乘的方法，便于在線實(shí)時(shí)進(jìn)行。3)就信號(hào)處理效果而言，由于本發(fā)明提出的MMO雷達(dá)波形具有零旁瓣帶特性，截取的脈沖壓縮輸出回波序列中不存在發(fā)射編碼信號(hào)本身的自相關(guān)旁瓣和不同發(fā)射信號(hào)間的互相關(guān)旁瓣干擾，因此，相比現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的多相編碼波形，本發(fā)明提供的M頂O雷達(dá)波形具有更為優(yōu)越的"弱"散射中心檢測(cè)能力。以上所揭露的僅為本發(fā)明較為典型實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。權(quán)利要求一種多輸入多輸出雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法，其特征在于，包括以下步驟按照雷達(dá)的分辨力和零旁瓣帶要求，設(shè)定波形參數(shù)，并根據(jù)所述波形參數(shù)構(gòu)造多相序列矩陣；利用所述多相序列矩陣中各行依次串接形成各發(fā)射波形的多相編碼序列；利用所述多相編碼序列，分別對(duì)基脈沖進(jìn)行編碼調(diào)制以產(chǎn)生所述多輸出多輸入雷達(dá)發(fā)射陣列各發(fā)射陣元的發(fā)射信號(hào)；通過(guò)所述發(fā)射陣元發(fā)射相應(yīng)的所述發(fā)射信號(hào)；通過(guò)所述多輸出多輸入雷達(dá)的接收陣列的多個(gè)接收陣元接收所述發(fā)射信號(hào)經(jīng)目標(biāo)物反射后的回波信號(hào)；對(duì)所述回波信號(hào)進(jìn)行基帶轉(zhuǎn)換和模數(shù)變換以得到各接收陣元回波序列；以所述發(fā)射信號(hào)為參考信號(hào)，對(duì)所述各接收陣元回波序列從頻域進(jìn)行匹配濾波處理得到脈沖壓縮輸出回波序列；利用設(shè)定距離門對(duì)所述脈壓輸出回波序列按一定時(shí)間間隔進(jìn)行截取，以得到零旁瓣回波序列。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法，其特征在于發(fā)射波形多相編碼的設(shè)計(jì)方法，步驟具體包括按照雷達(dá)的分辨力和零旁瓣帶要求，設(shè)定波形參數(shù)K和k。，并根據(jù)所述波形參數(shù)構(gòu)造多相序列矩陣-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中Wk=e,/K，y=TIT,K為矩陣行數(shù)，k。為任意正整數(shù)，其取值大小由期望的零旁瓣帶范圍決定；則利用所述多相序列矩陣中各行依次串接形成的發(fā)射波形多相編碼序列為①丄=In(F0oF丄oF2o...oFK—》<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中"o"為串接運(yùn)算符，且與參數(shù)k。，N，K滿足如下關(guān)系K=NXk0+a;其中a大于等于l的正整數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法，其特征在于所述利用設(shè)定距離門對(duì)所述脈壓輸出回波序列按一定時(shí)間間隔進(jìn)行截取，以得到零旁瓣回波序列的步驟中，距離門時(shí)間寬度為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中l(wèi)/」為取整運(yùn)算，T為子脈沖寬度，R。為目標(biāo)中心至陣列中心的斜距，c為光速。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種多輸入多輸出雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與處理方法，具體步驟包括按照雷達(dá)的分辨力和零旁瓣帶要求，設(shè)定波形參數(shù)，并構(gòu)造多相序列矩陣；利用所述多相序列矩陣中各行依次串接形成各發(fā)射波形多相編碼序列；利用所述串接多相編碼序列，分別對(duì)基脈沖進(jìn)行編碼調(diào)制以產(chǎn)生發(fā)射陣列各發(fā)射陣元的發(fā)射信號(hào)；通過(guò)各發(fā)射陣元發(fā)射所產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)；通過(guò)接收陣列的接收陣元接收發(fā)射信號(hào)經(jīng)目標(biāo)物反射后的回波信號(hào)；對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行基帶轉(zhuǎn)換和A/D變換；以發(fā)射信號(hào)為參考信號(hào)，對(duì)各接收陣元回波序列從頻域進(jìn)行脈沖壓縮處理；利用設(shè)定的距離門對(duì)脈壓輸出回波序列按一定時(shí)間間隔進(jìn)行截取，抑制旁瓣干擾。由于利用該波形處理方法能夠在一定距離范圍內(nèi)完全消除多輸入多輸出雷達(dá)脈沖壓縮輸出信號(hào)序列中的不同發(fā)射波形互相關(guān)旁瓣干擾，因此，可實(shí)現(xiàn)不同觀測(cè)通道目標(biāo)散射信息精確分離，并進(jìn)而提高后續(xù)雷達(dá)信號(hào)和數(shù)據(jù)處理的精度。文檔編號(hào)G01S7/32GK101702017SQ20091027303公開(kāi)日2010年5月5日申請(qǐng)日期2009年11月30日優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日發(fā)明者王黨衛(wèi),謝超,陳阿磊,馬曉巖申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍空軍雷達(dá)學(xué)院