[发明专利]一种基于FFT的平面阵MIMO雷达波形设计方法

权利要求书

1.一种基于FFT的平面阵MIMO雷达波形设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立MIMO雷达在笛卡尔坐标系XOYZ中的几何模型；其中，在所述MIMO雷达的几何模型中，所述MIMO雷达的发射阵列为二维均匀平面阵列，并位于所述笛卡尔坐标系XOYZ的XOY平面内，其中X轴包含M_x个阵元，阵元间距为d_x，Y轴包含M_y个阵元，阵元间距为d_y；所述二维均匀平面阵列的方位角范围为[Ω_min,Ω_max]，0°≤Ω_min<Ω_max≤180°，俯仰角范围为[Γ_min,Γ_max]，且Γ_min＝-Γ_max，Γ_max∈[0,90°]；所述二维均匀平面阵列形成L个发射波束；

步骤2，在所述二维均匀平面阵列的方位角范围[Ω_min,Ω_max]内均匀抽取K个方位角{θ₁,θ₂,…θ_K}，以及在所述二维均匀平面阵列的俯仰角范围[Γ_min,Γ_max]内均匀抽取I个俯仰角K和I为正整数；

遍历所述K个方位角和所述I个俯仰角，对于所述K个方位角中的任一方位角θ_k和所述I个俯仰角中的任一俯仰角计算处的发射导向矢量得到K×I个发射导向矢量；其中，k和i为整数，1≤k≤K，1≤i≤I；

令l＝1；

步骤3，在所述方位角范围[Ω_min,Ω_max]内随机抽取两个数值构成第l个发射波束对应的方位角范围其中为在所述方位角范围[Ω_min,Ω_max]内随机抽取的两个数值中的较小值，为在所述方位角范围[Ω_min,…_max]内随机抽取的两个数值中的较大值；

在所述俯仰角范围[Γ_min,Γ_max]内随机抽取两个数值构成所述第l个发射波束对应的俯仰角范围其中为在所述俯仰角范围[Γ_min,Γ_max]内随机抽取的两个数值中的较小值，为在所述俯仰角范围[Γ_min,Γ_max]内随机抽取的两个数值中的较大值；

步骤4，利用所述第l个发射波束对应的方位角范围计算得到X轴上M_x个阵元发射信号的协方差矩阵

利用所述第l个发射波束对应的俯仰角范围计算得到Y轴上M_y个阵元发射信号的协方差矩阵

利用所述协方差矩阵及所述协方差矩阵计算得到所述第l个发射波束对应的协方差矩阵其中，表示Kronecker积；

步骤5，令l加1，重复执行步骤3-步骤4，直至l＝L，得到全部L个发射波束中各发射波束对应的协方差矩阵；

利用所述各发射波束对应的协方差矩阵以及所述K×I个发射导向矢量，计算得到所述MIMO雷达的方向图函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述对于所述K个方位角中的任一方位角θ_k和所述I个俯仰角中的任一俯仰角计算处的发射导向矢量包括：

(2a)利用所述方位角θ_k和所述俯仰角计算得到X轴上的发射导向矢量其中，k1∈{0,1,2,…,(M_x-1)}，e表示自然对数，表示Kronecker积，f_c表示MIMO雷达的发射信号载频，c表示光速，上标T表示转置；

(2b)利用所述方位角θ_k和所述俯仰角计算得到Y轴上的发射导向矢量其中，k2∈{0,1,2,…,(M_y-1)}；

(2c)利用所述X轴上的发射导向矢量和所述Y轴上的发射导向矢量计算得到所述发射导向矢量