基于斜投影的mimo雷達(dá)部分相關(guān)波形檢測(cè)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及多輸入多輸出雷達(dá)接收技術(shù)，具體地說是一 種多輸入多輸出雷達(dá)接收部分相關(guān)波形的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 理想的多輸入多輸出雷達(dá)（MMO)發(fā)射正交信號(hào)，但是這些正交波形遇到不同的 目標(biāo)，會(huì)有不同的延遲，難以保持正交性。另外，為了保持發(fā)射波束具有一定的增益，而又不 損失自適應(yīng)波束形成的自由度，也需要采用發(fā)射部分相關(guān)波形的方法。然后當(dāng)接收到這些 信號(hào)的回波時(shí)，如何檢測(cè)處理以區(qū)分不同目標(biāo)，成為一個(gè)關(guān)鍵難題。采用傳統(tǒng)匹配濾波器 的方式，只能采用復(fù)雜的導(dǎo)向矢量來完成波束形成處理，空間相位的排列難以表達(dá)，為定量 分析和穩(wěn)健波束形成應(yīng)用帶來困難；此外，導(dǎo)向矢量沒有旋轉(zhuǎn)不變性，在進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì) 時(shí)，ESPRIT算法失效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，針對(duì)部分相關(guān)波形的矢量特點(diǎn)，采 用斜投影方法完成檢測(cè)處理，使得處理后的數(shù)據(jù)可以直接應(yīng)用波達(dá)方向估計(jì)和波束形成， 以提1?目標(biāo)檢測(cè)性能。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的基于斜投影的MMO雷達(dá)部分相關(guān)波形匹配處理 方法包括如下步驟：
[0005] DMMO雷達(dá)陣列的每個(gè)陣元發(fā)射部分相關(guān)信號(hào)（共M個(gè)陣元）；
[0006] 2)每個(gè)接收陣元（共N個(gè)）使用斜投影矩陣對(duì)接收到的目標(biāo)回波完成到各個(gè)部分 相關(guān)波形空間上的斜投影，得到MXN個(gè)數(shù)據(jù)；
[0007] 3)將MXN個(gè)數(shù)據(jù)按照空間相位位置排列，相同空間相位位置的數(shù)據(jù)合并求平均， 形成M+N-1維矢量，直接用于波束形成和波達(dá)方向估計(jì)。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理流程圖；
[0009] 圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)空間相位位置排列。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 本發(fā)明的波束形成方法按如下步驟進(jìn)行：
[0011] 步驟I :ΜΙΜ0雷達(dá)陣列的每個(gè)陣元發(fā)射部分相關(guān)信號(hào)（共M個(gè)陣元）
[0012] M個(gè)陣元的發(fā)射陣列，陣元間隔為雷達(dá)工作波長(zhǎng)λ的一半，第i個(gè)陣元發(fā)射部分 相關(guān)信號(hào)A= [。（1)，4(2)，...，400，...，40()]'1 = 1，"·，Μ，其中 k 為發(fā)射周期內(nèi) 的離散時(shí)間刻，在〇到K之間取值，M個(gè)信號(hào)部分相關(guān)。發(fā)送信號(hào)矩陣為F= [f\，f2,...， fl，…，fM]
[0013] 步驟2:斜投影目標(biāo)回波
[0014] N個(gè)接收陣元，陣元間隔為雷達(dá)工作波長(zhǎng)的一半。假定第η個(gè)陣元接收信號(hào)為Xn =[xnl，Xn2, ...，xnk，...，Χηκ]τ，η = 1，...，Ν，k是表示一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)離散采樣時(shí)刻。
[0015] 2a)計(jì)算正交投影算子
[0016] 發(fā)射M個(gè)信號(hào)，形成M個(gè)子空間，記為Hi, i = 1，...，M，每個(gè)子空間上的正交投影 矩陣計(jì)算為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于斜投影的ΜΙΜΟ雷達(dá)部分相關(guān)波形檢測(cè)處理方法，包括如下步驟： DMIMO雷達(dá)陣列的每個(gè)陣元（共M個(gè)陣元）發(fā)射一個(gè)部分相關(guān)信號(hào)； 2) 每個(gè)接收陣元（共N個(gè)）使用斜投影矩陣對(duì)接收到的目標(biāo)回波完成到各個(gè)部分相關(guān) 波形空間上的斜投影，得到MXN個(gè)數(shù)據(jù)； 3) 將MXN個(gè)數(shù)據(jù)按照空間相位位置排列，對(duì)相同空間相位位置的數(shù)據(jù)合并求平均，形 成Μ+Ν-1維矢量，直接用于波束形成和波達(dá)方向估計(jì)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求書所述的斜投影處理方法，其中步驟2)所述的斜投影方法，按如下步 驟進(jìn)行： 假定第η個(gè)陣元接收信號(hào)為Xi= [X n，xi2, . . .，xik，. . .，xiK]T，η = 1，. . .，Ν，k是表示 一個(gè)發(fā)射周期內(nèi)離散采樣時(shí)刻。 2a)計(jì)算正交投影算子 發(fā)射M個(gè)信號(hào)，共有M個(gè)子空間，記為Hni, m = 1，. ..，M，每個(gè)子空間上的正交投影矩陣 計(jì)算為 2b)計(jì)算M個(gè)子空間的直和空間H的投影矩陣 P = A (AhA) ^1Ah 其中A = [f\，…，fM]是發(fā)射數(shù)據(jù)矩陣； 2c)計(jì)算各子空間的正交補(bǔ)空間與H空間的交集空間的正交投影算子Π = P-Pm是到 HfnH的正交投影矩陣； 2d)子空間的斜投影矩陣 各子空間的投影算子記為EmOn= 1，2, "·，Μ)
其中 Π U=TI mil "..Π j 并引入符號(hào)
2e)形成快拍數(shù)據(jù)矩陣 Y 一 Em [X1, x2，…，Xn] Y為MXN維矩陣。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于斜投影的MIMO雷達(dá)部分相關(guān)波形檢測(cè)方法，主要解決MIMO雷達(dá)發(fā)射和接收部分相關(guān)波形的檢測(cè)處理問題。與傳統(tǒng)MIMO雷達(dá)采用正交匹配檢測(cè)不同，本發(fā)明采用斜投影匹配檢測(cè)方法，其主要過程是：發(fā)射陣列發(fā)射部分相關(guān)信號(hào)；接收陣列使用斜投影矩陣對(duì)接收到的目標(biāo)回波完成到各個(gè)部分相關(guān)波形空間上的斜投影；然后對(duì)相同空間相位的匹配結(jié)果數(shù)據(jù)合并求平均，合并形成數(shù)據(jù)矢量，直接用于波束形成和波達(dá)方向估計(jì)。本發(fā)明針對(duì)部分相關(guān)波形的矢量特點(diǎn)，采用斜投影方法完成對(duì)部分相關(guān)波形的檢測(cè)處理，提高了目標(biāo)檢測(cè)性能。
【IPC分類】G01S7-292, G01S7-35
【公開號(hào)】CN104656063
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510059033
【發(fā)明人】曲毅, 李光瑜
【申請(qǐng)人】中國人民武裝警察部隊(duì)工程大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日