[发明专利]一种冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法

权利要求书

1.一种冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)当MIMO雷达阵列中存在故障阵元时，在MIMO雷达接收阵列端获取接收数据矩阵；

(2)利用无穷范数归一化加权系数对存在故障阵元的MIMO雷达接收信号进行预处理，得到加权处理后的MIMO雷达接收阵列输出数据矩阵；

(3)对预处理后的MIMO雷达接收信号进行匹配滤波，得到虚拟阵列在多个脉冲周期内的输出信号；

(4)对虚拟阵列输出信号矩阵进行取模处理，获得取模后的数据矩阵，并对取模后的数据矩阵量化处理得到数据矩阵，再将数据矩阵按序分割成多个图像块；

(5)对数据矩阵进行分析，依次计算各个接收与发射阵元对应的互信息值的均值，并构成接收阵列与发射阵列的互信息值矢量；

(6)选取合适的门限值对接收阵列互信息值矢量和发射阵列互信息值矢量分别进行门限检测，得到在矢量中低于门限值的元素及其在矢量中位置，根据得到的位置分别来确定接收和发射阵列中故障阵元的位置。

2.根据权利要求1所述冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，步骤(1)中，所述MIMO雷达阵列接收的数据矩阵的计算公式为：

式中，表示N个接收阵元在第k个脉冲周期内的第p个采样数据；β_l表示第l个目标的反射系数；B表示各发射阵元发射同频且相互正交的周期性编码信号矩阵；表示含故障阵元的接收阵列导向矢量；表示故障阵元的发射阵列导向矢量；表示冲击噪声矩阵。

3.根据权利要求2所述冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，步骤(2)中，所述无穷范数归一化加权系数的计算公式为：

式中，||·||_∞表示无穷范数；表示数据矩阵的第n行第p列元素；|·|表示求模运算；N表示接收阵元数。

4.根据权利要求1所述冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，步骤(3)中，对预处理后的MIMO雷达接收信号进行匹配滤波，获得M×N个虚拟阵元在K个脉冲周期的输出信号矩阵，其中，M表示发射阵元数，N表示接收阵元数。

5.根据权利要求4所述冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，所述虚拟阵元输出信号矩阵的计算公式为：

式中，表示虚拟阵列输出信号矩阵；和分别表示含故障阵元的发射和接收阵列流型矩阵；表示故障阵元的发射阵列导向矢量；表示含故障阵元的接收阵列导向矢量；l＝1,2,…,L；M表示发射阵元数；N表示接收阵元数；L表示目标个数；S表示目标反射系数矩阵；表示噪声矩阵；表示Khatri-Rao积。

6.根据权利要求1所述冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，步骤(4)中，所述将数据矩阵按序分割成多个图像块具体为，将数据矩阵自上而下每M行分成一个子图像块，共形成N个子图像块矩阵；再将数据矩阵重排成新的数据矩阵，将自上而下每N行分成一个图像块，共构成M个图像块。

7.根据权利要求1所述冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，步骤(5)中，计算第n₀个接收阵元图像块与其余接收阵元图像块的互信息值并取均值

8.根据权利要求7所述冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，所述接收阵元对应的互信息值的均值计算公式为：

式中，表示第n₀个接收阵元图像块与第n₁个接收阵元图像块的互信息值，其中，n₀＝1,2,...,N，n₁＝1,2,...,N,n₁≠n₀；N表示接收阵元数。

9.根据权利要求1所述冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，步骤(5)中，计算第m₀个发射阵元图像块与其余发射阵元图像块的互信息值并取均值

10.根据权利要求9所述冲击噪声下MIMO雷达阵列的诊断方法，其特征在于，所述发射阵元对应的互信息值的均值计算公式为：

式中，表示第m₀个接收阵元图像块与第m₁个接收阵元图像块的互信息值，其中，m₀＝1,2,...,M，m₁＝1,2,...,N,m₁≠m₀；M表示发射阵元数。