基于斜投影的mimo雷達部分相關(guān)波形檢測處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及多輸入多輸出雷達接收技術(shù)，具體地說是一 種多輸入多輸出雷達接收部分相關(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（MMO)發(fā)射正交信號，但是這些正交波形遇到不同的 目標(biāo)，會有不同的延遲，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 信號的回波時，如何檢測處理以區(qū)分不同目標(biāo)，成為一個關(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，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，在進行波達方向估計 時，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，針對部分相關(guān)波形的矢量特點，采 用斜投影方法完成檢測處理，使得處理后的數(shù)據(jù)可以直接應(yīng)用波達方向估計和波束形成， 以提1?目標(biāo)檢測性能。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的基于斜投影的MMO雷達部分相關(guān)波形匹配處理 方法包括如下步驟：
[0005] DMMO雷達陣列的每個陣元發(fā)射部分相關(guān)信號（共M個陣元）；
[0006] 2)每個接收陣元（共N個）使用斜投影矩陣對接收到的目標(biāo)回波完成到各個部分 相關(guān)波形空間上的斜投影，得到MXN個數(shù)據(jù)；
[0007] 3)將MXN個數(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方向估計。
【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。
【具體實施方式】
[0010] 本發(fā)明的波束形成方法按如下步驟進行：
[0011] 步驟I :ΜΙΜ0雷達陣列的每個陣元發(fā)射部分相關(guān)信號（共M個陣元）
[0012] M個陣元的發(fā)射陣列，陣元間隔為雷達工作波長λ的一半，第i個陣元發(fā)射部分 相關(guān)信號A= [。（1)，4(2)，...，400，...，40()]'1 = 1，"·，Μ，其中 k 為發(fā)射周期內(nèi) 的離散時間刻，在〇到K之間取值，M個信號部分相關(guān)。發(fā)送信號矩陣為F= [f\，f2,...， fl，…，fM]
[0013] 步驟2:斜投影目標(biāo)回波
[0014] N個接收陣元，陣元間隔為雷達工作波長的一半。假定第η個陣元接收信號為Xn =[xnl，Xn2, ...，xnk，...，Χηκ]τ，η = 1，...，Ν，k是表示一個發(fā)射周期內(nèi)離散采樣時刻。
[0015] 2a)計算正交投影算子
[0016] 發(fā)射M個信號，形成M個子空間，記為Hi, i = 1，...，M，每個子空間上的正交投影 矩陣計算為
【主權(quán)項】
1. 一種基于斜投影的ΜΙΜΟ雷達部分相關(guān)波形檢測處理方法，包括如下步驟： DMIMO雷達陣列的每個陣元（共M個陣元）發(fā)射一個部分相關(guān)信號； 2) 每個接收陣元（共N個）使用斜投影矩陣對接收到的目標(biāo)回波完成到各個部分相關(guān) 波形空間上的斜投影，得到MXN個數(shù)據(jù)； 3) 將MXN個數(shù)據(jù)按照空間相位位置排列，對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方向估計。
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 驟進行： 假定第η個陣元接收信號為Xi= [X n，xi2, . . .，xik，. . .，xiK]T，η = 1，. . .，Ν，k是表示 一個發(fā)射周期內(nèi)離散采樣時刻。 2a)計算正交投影算子 發(fā)射M個信號，共有M個子空間，記為Hni, m = 1，. ..，M，每個子空間上的正交投影矩陣 計算為 2b)計算M個子空間的直和空間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)計算各子空間的正交補空間與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
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雷達部分相關(guān)波形檢測方法，主要解決MIMO雷達發(fā)射和接收部分相關(guān)波形的檢測處理問題。與傳統(tǒng)MIMO雷達采用正交匹配檢測不同，本發(fā)明采用斜投影匹配檢測方法，其主要過程是：發(fā)射陣列發(fā)射部分相關(guān)信號；接收陣列使用斜投影矩陣對接收到的目標(biāo)回波完成到各個部分相關(guān)波形空間上的斜投影；然后對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方向估計。本發(fā)明針對部分相關(guān)波形的矢量特點，采用斜投影方法完成對部分相關(guān)波形的檢測處理，提高了目標(biāo)檢測性能。
【IPC分類】G01S7-292, G01S7-35
【公開號】CN104656063
【申請?zhí)枴緾N201510059033
【發(fā)明人】曲毅, 李光瑜
【申請人】中國人民武裝警察部隊工程大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月29日