[发明专利]基于频域的I-OFDM MIMO雷达信号的多普勒补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于频域的I-OFDM MIMO雷达信号的多普勒补偿方法，属于雷达信号处理技术领域。

背景技术

伴随着通信上MIMO(Multi-Input Multi-Output)技术的成熟，它被引用到雷达上，使得MIMO雷达成为了当下最热门的概念。相干MIMO雷达要求各工作信号之间相互正交，接收端才能对回波信号中来自各个不同天线的接收波相互分离开。I-OFDM(Interleaved-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一组相互正交的雷达信号，但运动目标使得回波产生多普勒频移，造成脉冲压缩处理性能下降，甚至会提取不出信号的时延信息。因而，对回波信号进行多普勒补偿已经成为研究热点。

现有的补偿方法中，主要集中对线性调频和二相编码雷达信号进行研究。在现有方法中仍然存在以下几个方面的不足：1，采用MTD方法虽然可以补偿回波信号，但是需要做若干个支路的多个补偿过程和多次FFT(快速傅里叶变换)，IFFT(快速傅里叶逆变换)。过程较为繁琐，计算量比较大，在工程上不实用；2，对于OFDM信号的补偿仅局限在通信上应用的信号，由于工作频率的较大差别，这种补偿方法不适用于OFDM雷达信号；3，对于I-OFDM正交MIMO雷达信号的多普勒补偿方法的研究还需进一步探讨。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种基于频域的I-OFDM MIMO雷达信号的多普勒补偿方法。该方法对回波信号能快速，有效地进行补偿，首先利用多个相互正交的I-OFDM作为MIMO雷达的发射波，与空中的单一运动目标作用后，被天线接收。然后对每根接收天线所接收到的回波信号的副本进行多普勒估计，获得的估计值可以计算出补偿矩阵的大小。然后在频域内实现对回波的多普勒补偿。该方法能够以比较简洁地算法完成对多普勒频率的估计，并利用了回波信号在DFT(离散时间傅里叶变换)和IDFT(离散时间傅里叶逆变换)的特性，推导了补偿矩阵。使得补偿过程更简便有效，更贴近工程应用。

为了实现上述发明目的，解决现有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是：基于频域的I-OFDM MIMO雷达信号的多普勒补偿方法，包括以下步骤：

步骤1、MIMO雷达数学模型的构建：这里假设MIMO雷达各有M根发射天线和N根接收天线组成的天线阵列，两个天线阵列是均匀线性排列，并且是相互平行的，相邻发射天线的距离为d_T，相邻接收天线的距离为d_R，且每两个发射天线阵列均匀线性排列,相邻发射天线的距离为d_T，每两个接收天线阵列相互平行，相邻接收天线的距离为d_R，若采用I-OFDM信号作为雷达的发射信号，则第i个发射天线发射的信号为：

si(t)=Σn=0Nc/M-1d[Mn+(i-1)]exp[j2π(Mn+(i-1))·Δft]---(1)]]>