[发明专利]一种用于MIMO雷达的低复杂度接收机设计方法

权利要求书

1.一种用于MIMO雷达的低复杂度接收机设计方法，该方法包括：

步骤1：将N个接收站的接收天线收的到信号组成一个向量，即接收信号r(t)；

r(t)＝[r₁(t),...,r_N(t)]^T，

若目标不存在，则

r_n(t)＝w_n(t)，

若目标存在，则

其中w_n(t)为第n个接受机的噪声，假设是高斯随机过程，其在时间上满足其中W_ij是一个正定矩阵W的第(i,j)个元素；β_mn和τ_mn分别表示mn路信号的反射系数和时间延迟，其中是β_mn的方差，s_m(t)是第m个发射机发射的波形；分别为第m个发射机到目标的距离、第n个接收机到目标的距离，E_m表示第m个发射机发射的能量,M是总的发射机的个数；

步骤2：计算第n个接收站中第mj个匹配滤波器的输出

其中u_mj(t)＝s_m(t-τ_mj)，*表示共轭，并令x_n＝[x_11n,...,x_MNn]^T表示第n个接收机的匹配滤波器输出向量，是第m个发射站发射的信号持续时间，τ_mj表示第mj个匹配滤波器的的时间延迟；

步骤3：计算出步骤1中假设检验问题的似然比检测器T_s；

其中，上标[·]^T表示转置，其中Ξ是一个MN×M的矩阵，Λ是随机向量ξ＝[ξ₁₁,...ξ_MN]^T的协方差矩阵，其中Ξ的第(n₁-1)M₁+m₁,(n₂-1)M₂+m₂个元素为；

Ψ＝Diag{Ψ₁,...,Ψ_N},其中Ψ_n是一个MN×M矩阵，它的第i列与Ξ的(n-1)M+i列元素相同；

步骤4：计算出mn路的输出信噪比η_mn；

步骤5：将η_mn分为N组，计为η_n＝[η_1n,...,η_Mn]^T，n＝1,...,N，并对每组的元素进行排序；

步骤6：根据步骤5中的排序的结果，对每一个接收站，选取信噪比最大的匹配滤波器添加选择矩阵J_n(a_n)，使得每个接收站的量测值变成J_n(a_n)x_n，这里a_n＝[a_11n,...,a_MNn]^T，a_mjn＝1，表示第mj个匹配滤波器被第n个接收机选取，如果a_mjn＝0，则不被选取，也就无需准备对应mj路所需的匹配滤波器；其中J_n(a_n)表示一个算子，它是由对角矩阵diag{a_11n,...,a_MNn}将所有非零行元素删除所得出；这里如果j≠n，则令a_mjn＝0；从而得到选择矩阵

步骤7：令此时匹配滤波器的输出由x变为J(a)x，相应的似然比检测器变成：

T_s＝(J(a)x)^H(J(a)Σ₀J^T(a))^-1-(J(a)Σ₁J^T(a))^-1)J(a)x,

根据步骤6中的选择结果a的检测概率其中γ为门限值为一个函数，其值确定与虚警概率P_FA，选择矢量a有关，且满足表示未检测到目标，表示检测到目标，T_s是检测统计量，其表达式如下；

T_s＝(J(a)x)^H(J(a)Σ₀J^T(a))^-1-(J(a)Σ₁J^T(a))^-1)J(a)x,

这里

2.如权利要求1所述的一种用于MIMO雷达的低复杂度接收机设计方法，其特征在于所述步骤4中mn路的输出信噪比η_mn的计算方法为：