[发明专利]基于空域压缩投影和随机时钟采样的雷达波束形成器

权利要求书

1.一种基于空域压缩投影和随机时钟采样的雷达波束形成器，其特征在于，包括：

空域压缩投影模块（1），用于对接收的N_r通道的雷达回波信号Z进行空域压缩投影，得到M通道的空域压缩投影结果D，并将空域压缩投影结果D传输给随机时钟采样模块（2），其中Z为N_r×N_t维复矩阵，N_r为接收阵元数，N_t为单个脉冲重复周期内的奈奎斯特采样点数，D为M×N_t维复矩阵，M为空域压缩投影后的通道数；

随机时钟采样模块（2），用于对空域压缩投影结果D进行降速率采样，并将每个通道的采样数据和选择的时钟通路传输给波束形成模块（3）；

波束形成模块（3），用于根据每个通道的采样数据和选择的时钟通路，通过矩阵填充算法，获取填充的空域压缩投影结果X，再通过稀疏重构算法，得到角度域的稀疏向量将角度域的稀疏向量进行累加得到波束形成向量y。

2.根据权利要求1所述的基于空域压缩投影和随机时钟采样的雷达波束形成器，其特征在于，空域压缩投影模块（1），包括N_r个接收阵元、N_r×M个乘法器和M个多输入模拟加法器；

所述的N_r个接收阵元为均匀线阵，即N_r个接收阵元位于同一条直线上，并保证相邻各阵元的间距均为d；

所述N_r×M个乘法器，与N_r个接收阵元的输出和M个多输入模拟加法器的输入相连接，这些乘法器的权系数构成空域压缩投影的观测矩阵Φ，其中，Φ为M×N_r维矩阵，表示为：

其中，观测矩阵Φ的第i行第j列元素φ_ij是与第i个多输入模拟加法器和第j个接收阵元相连接的乘法器权系数；

所述M个多输入模拟加法器，其输出即为空域压缩投影结果D。

3.根据权利要求1所述的基于空域压缩投影和随机时钟采样的雷达波束形成器，其特征在于，随机时钟采样模块（2），包括：1个多路时钟子模块，M个时钟选择子模块和M个AD数据采样子模块；第m个时钟选择子模块和第m个AD数据采样子模块构成第m个通道，用于对空域压缩投影结果D的第m行进行采样，1≤m≤M；

所述的多路时钟子模块，用于产生N路频率为f_s/N的时钟，传输给M个时钟选择子模块，且其中的第p路时钟初始相位为(p-1)T_s，其中N为降采样率，f_s为奈奎斯特采样频率，T_s为奈奎斯特采样时间，T_s＝1/f_s，1≤p≤N；

所述的时钟选择子模块，用于确定其所在通道的初始时刻，并在初始时刻后，按间隔时长L随机选择N路时钟中第p路时钟，并将选择的第p路时钟传输给该通道的AD数据采样子模块，将选择的时钟通路p传输给波束形成模块（3）；

所述的AD数据采样子模块，用于根据其所在通道的时钟选择子模块选择的第p路时钟对空域压缩投影结果D的对应行进行降速率采样，并将采样数据传输给波束形成模块（3）。

4.根据权利要求1所述的基于空域压缩投影和随机时钟采样的雷达波束形成器，其特征在于，波束形成模块（3），包括：

所述的存储子模块（31），用于存储每个通道的采样数据和选择的时钟通路；

所述的矩阵填充子模块（32），用于根据存储子模块（31）的存储内容，通过矩阵填充算法，获取填充的空域压缩投影结果X，X为M×N_t维复矩阵；

所述的稀疏重构子模块（33），用于根据填充的空域压缩投影结果X，通过稀疏重构算法，得到角度域的稀疏向量

所述的角度估计子模块（34），用于将角度域的稀疏向量进行累加得到波束形成向量y。