[发明专利]一种基于异构阵的MIMO雷达波形设计方法

权利要求书

1.一种基于异构阵的MIMO雷达波形设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，确定异构阵为圆弧阵，获取所述圆弧阵的阵列流形矩阵；建立所述圆弧阵的虚拟均匀线阵，并获取所述虚拟均匀线阵的阵列流形矩阵，所述虚拟均匀线阵的阵元个数与所述圆弧阵的阵元个数相等；

步骤2，根据所述圆弧阵的阵列流形矩阵和所述虚拟均匀线阵的阵列流形矩阵，得到虚拟操作矩阵；

步骤3，设定所述圆弧阵的阵元个数为N，所述圆弧阵的发射信号矩阵s＝[s₁,s₂,…,s_N]^T；其中，s_n＝[s_n1,s_n2,…,s_nL]^T，s_nl表示圆弧阵第n个阵元在第l时刻发射的基带信号，且所述发射信号为恒模信号，n＝1,2,…,N，(·)^T表示转置；l＝1,2,…,L，L表示发射信号的总时刻；

步骤4，设定所述圆弧阵的极化矩阵P＝[P₁,P₂,…,P_n,…,P_N]，其中，P_n为圆弧阵第n个阵元的极化向量，P_n＝[P_nh,P_nv]^T，P_nh为圆弧阵第n个阵元的共极化分量，P_nv为圆弧阵第n个阵元的交叉极化分量；

从而得到圆弧阵的共极化分量P_h＝[P_1h,P_2h,…,P_Nh]^T和圆弧阵的交叉极化分量P_v＝[P_1v,P_2v,…,P_Nv]^T，记所述圆弧阵的极化矩阵P＝[P_h，P_v]^T；

步骤5，根据所述圆弧阵的极化矩阵P和所述圆弧阵的发射信号矩阵s，计算得到发射信号矩阵经过极化之后的极化信号，所述极化信号包含共极化信号和交叉极化信号；

步骤6，根据所述虚拟操作矩阵和所述圆弧阵的阵列流形矩阵，得到虚拟均匀线阵的导向向量，并根据所述虚拟均匀线阵的导向向量和所述共极化信号，得到所述共极化信号在远场合成的基带信号；

步骤7，根据所述基带信号得到共极化信号在一个脉冲内形成的空域方向图，并得到交叉极化信号在一个脉冲内形成的空域方向图；

步骤8，根据所述共极化信号在一个脉冲内形成的空域方向图和交叉极化信号在一个脉冲内形成的空域方向图，建立共极化交叉极化方向图的优化模型；

步骤9，根据所述共极化交叉极化方向图的优化模型，得到共极化方向图和交叉极化方向图，作为所述MIMO雷达波形设计结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于异构阵的MIMO雷达波形设计方法，其特征在于，步骤1具体包括如下子步骤：

(1a)获取所述圆弧阵的阵列流形矩阵F＝{f(θ)|θ∈Θ}；

其中，Θ为发射信号传播范围，且f(θ)表示发射信号传播方向为θ时，所述圆弧阵的导向矢量，且

r为圆弧阵半径，λ为波长，阵元数为N，阵元弧间距均为λ/2，各阵元间隔弧度为(·)^T表示转置；

(1b)获取所述虚拟均匀线阵的阵列流形矩阵G＝{g(θ)|θ∈Θ}；

其中，Θ为发射信号传播范围，且g(θ)表示在虚拟均匀线阵的阵列流形矩阵中，发射信号传播方向为θ时，所述虚拟均匀线阵的导向矢量，且

λ为波长，阵元数为N，阵元间距为d，d＝λ/2。