CN112505688A - 一种mimo雷达的实现方法 - Google Patents

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CN112505688A CN202011475370.2A CN202011475370A CN112505688A CN 112505688 A CN112505688 A CN 112505688A CN 202011475370 A CN202011475370 A CN 202011475370A CN 112505688 A CN112505688 A CN 112505688A
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transmitting
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李岳洲
林萍
徐重慧
胡南
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Suzhou Meisway Communications Technology Co ltd
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Suzhou Meisway Communications Technology Co ltd
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications

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Abstract

本发明涉及一种MIMO雷达的实现方法，包括：计算方法、信号处理流程；所述假设共有N个发射天线和M个接收天线，则si(n)为第i个发射天线发射信号包络(脉冲)的离散时间采样，设发射信号包络共有L个离散时间采样，则
Figure DDA0002835161060000011
令s(n)＝[s1(n)，s2(n)，...，sN(n)]T，为了方便起见，假设发射信号相互正交，则
Figure DDA0002835161060000012
其中IN为N×N的单位阵；设ar(θ)和at(θ)分别为对应于方向θ的接收阵列导向矢量和发射阵列导向矢量，整个接收天线阵列接收到的信号表示为y(n)＝[y1(n)，y2(n)，...，ym(n)]T，其中yi(n)为第i个接收天线接收到的信号；本发明通过对MIMO雷达实现方法的改进，具有设计合理，操作流程简便，运算量较小，运算效率高的优点，从而有效的解决了本发明提出的问题和不足。

Description

一种MIMO雷达的实现方法
技术领域
本发明涉及一种MIMO雷达的实现方法。
背景技术
雷达作为一种重要的电磁传感器，在国防和民用领域发挥着越来越重要的作用。在应用需求的牵引和技术发展的推动下，当前雷达技术的发展日新月异，一些新体制、新系统和新方法不断涌现。多输入多输出(Multiple input multiple ontput,MIMO)雷达就是把无线通信系统中的多个输入和多个输出技术引入到雷达领域，并和数字阵列技术相结合而产生的一种新体制雷达。
在MIMO雷达定义中，多输入是指同时发射多种雷达信号波形(一般是多个天线同时发射不同的波形)，多输出是指多个天线同时接收并通过多路接收机输出以获得多通道空间采样信号。在这一概念框架下，传统的机械扫描雷达由于只发射一种信号波形，也只有一路接收机输出，其属于单输入单输出雷达；单脉冲雷达只发射一种信号波形，一般有两路(和波束与差波束或者左波束和右波束)接收机输出，其属于单输入双输出雷达；相控阵数字波束形成(Digital beamforming,DBF)体制雷达多个发射天线同时发射相同波形的信号，多个接收天线也同时接收信号并经多路接收机输出，它可以看作单输入多输出雷达。
现有MIMO雷达信号处理流程较为繁琐，运算量较大，效率较低，在实际操作时较为不便。
有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种MIMO雷达的实现方法，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种MIMO雷达的实现方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种MIMO雷达的实现方法，包括：计算方法、信号处理流程；所述假设共有N个发射天线和M个接收天线，则si(n)为第i个发射天线发射信号包络(脉冲)的离散时间采样，设发射信号包络共有L个离散时间采样，则
Figure BDA0002835161040000021
令s(n)＝[s1(n)，s2(n)，...，sN(n)]T，为了方便起见，假设发射信号相互正交，则
Figure BDA0002835161040000022
其中IN为N×N的单位阵；设ar(θ)和at(θ)分别为对应于方向θ的接收阵列导向矢量和发射阵列导向矢量，整个接收天线阵列接收到的信号表示为y(n)＝[y1(n)，y2(n)，...，ym(n)]T，其中yi(n)为第i个接收天线接收到的信号；设在方向θ0处有一个目标，则有y(n)＝βar(θ0)at T(θ0)s(n)+ω(n)，其中β为目标回波幅度，ω(n)为噪声，式中忽略了由目标距离引起的信号延迟；所述为了对θ0方向的目标进行脉冲综合，则脉冲综合要与θ0方向的目标回波匹配，其权系数为对θ0方向的目标回波进行倒序并取共轭，有
Figure BDA0002835161040000023
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明通过对MIMO雷达实现方法的改进，具有设计合理，操作流程简便，运算量较小，运算效率高的优点，从而有效的解决了本发明提出的问题和不足。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明的信号处理流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明所述的一种MIMO雷达的实现方法，包括：计算方法、信号处理流程；假设共有N个发射天线和M个接收天线，则si(n)为第i个发射天线发射信号包络(脉冲)的离散时间采样，设发射信号包络共有L个离散时间采样，则
Figure BDA0002835161040000031
令s(n)＝[s1(n)，s2(n)，...，sN(n)]T，为了方便起见，假设发射信号相互正交，则
Figure BDA0002835161040000032
其中IN为N×N的单位阵；设ar(θ)和at(θ)分别为对应于方向θ的接收阵列导向矢量和发射阵列导向矢量，整个接收天线阵列接收到的信号表示为y(n)＝[y1(n)，y2(n)，...，ym(n)]T，其中yi(n)为第i个接收天线接收到的信号；设在方向θ0处有一个目标，则有y(n)＝βar(θ0)at T(θ0)s(n)+ω(n)，其中β为目标回波幅度，ω(n)为噪声，式中忽略了由目标距离引起的信号延迟；为了对θ0方向的目标进行脉冲综合，则脉冲综合要对θ0方向的目标回波匹配，其权系数为对θ0方向的目标回波进行倒序并取共轭，有
Figure BDA0002835161040000033
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (1)

1.一种MIMO雷达的实现方法，包括：计算方法、信号处理流程；其特征在于：所述假设共有N个发射天线和M个接收天线，则si(n)为第i个发射天线发射信号包络(脉冲)的离散时间采样，设发射信号包络共有L个离散时间采样，则
Figure FDA0002835161030000011
令s(n)＝[s1(n)，s2(n)，...，sN(n)]T，为了方便起见，假设发射信号相互正交，则
Figure FDA0002835161030000012
其中IN为N×N的单位阵；设ar(θ)和at(θ)分别为对应于方向θ的接收阵列导向矢量和发射阵列导向矢量，整个接收天线阵列接收到的信号表示为y(n)＝[y1(n)，y2(n)，...，ym(n)]T，其中yi(n)为第i个接收天线接收到的信号；设在方向θ0处有一个目标，则有y(n)＝βar(θ0)at T(θ0)s(n)+ω(n)，其中β为目标回波幅度，ω(n)为噪声，式中忽略了由目标距离引起的信号延迟；所述为了对θ0方向的目标进行脉冲综合，则脉冲综合要与θ0方向的目标回波匹配，其权系数为对θ0方向的目标回波进行倒序并取共轭，有
Figure FDA0002835161030000013
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105974388A (zh) * 2016-06-24 2016-09-28 西安电子科技大学 基于距离-方位耦合的双基地mimo雷达信号处理方法
CN108828504A (zh) * 2018-03-30 2018-11-16 西安电子科技大学 基于部分相关波形的mimo雷达目标方向快速估计方法
CN110850383A (zh) * 2019-09-30 2020-02-28 西安电子科技大学 一种基于共形阵的mimo雷达信号处理方法

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