[发明专利]一种智能反射面辅助的MIMO雷达目标检测方法与电子设备

权利要求书

1.一种智能反射面辅助的MIMO雷达目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：根据目标探测方位、智能反射面与接收阵列之间的信道状态信息，对智能反射面上的每个阵元的相移量进行优化计算得到每个阵元的优化相移量；具体为：

发射天线阵列和接收天线阵列分别安装有M和N根天线，天线按照半波长间距成线形放置，智能反射面上安装有K个阵元，天线也按照半波长间距线形放置；智能反射面与接收天线阵的夹角为α，目标的回波方向与接收天线阵列的夹角为θ，目标回波方向与智能反射面的夹角为θ'；接收天线阵列的接收信号表示为：

其中表示接收信号矩阵，和分别表示发射天线阵列、接收天线阵列和智能反射面的导向矢量，且表示为：

为发射信号矩阵，为第m根天线发射的长度为L的信号且SS^H＝I；β(θ)为目标在θ方向的雷达截面积系数；是维度为K的对角矩阵，其中β_n∈[0,1]和θ_n∈[0,2π)分别为智能反射面上第n个阵元对入射信号进行反射后的幅度衰减值和相移量；是智能反射面和接收天线阵列之间的信道矩阵，为高斯噪声矩阵；

智能反射面上的每个阵元对入射信号进行反射后的幅度衰减值和相移量之间满足一定的近似函数关系β(θ_n)，表示为：

其中θ_n表示第n个阵元的相移量，β(θ_n)表示阵元在不同的相移量时对入射信号的衰减值；β_min和是对该函数关系进行调整的常量，根据对智能反射面上阵元的实际测量结果来进行设置；

令其中Λ＝diag(a_r,IRS(θ'))表示由a_r,IRS(θ')中的元素构成的对角矩阵；和b_i为b中第i个元素的相位和幅值；

为对智能反射面上的第n个阵元进行优化，求解如下函数最大值优化问题且θ_n∈[0,2π)，其中β_n满足式(2)的函数关系；为b中第n个元素的相位；对于f(θ_n)最大值的优化求解，采用三点的二项式近似的方法，得到三个点(x₁,f(x₁))，(x₂,f(x₂))和(x₃,f(x₃))；当时，x₂＝-π，当时，x₂＝π，该三点确立的二次抛物线曲线的顶点即为最大值所在位置；

根据以上定义，智能反射面的第n个阵元的优化后的相移量为：

步骤S2：根据步骤S1得到的智能反射面的每个阵元的优化相移量对智能反射面进行控制，雷达发射探测信号并进行接收回波信号；对待检测距离单元的接收信号计算其空间谱；

步骤S3：根据步骤S2中的得到的空间谱，检测在该空间谱的感兴趣方向是否出现峰值，如果出现峰值，则表示该方向的该距离单元上存在目标。

2.如权利要求1所述的智能反射面辅助的MIMO雷达目标检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

接收信号的空间谱表示为：

其中为对目标的雷达截面积的幅值在角度θ的估计；a′_r(θ)＝a_r(θ)+HΦa_r,IRS(θ')，||·||，(·)^H，(·)^*和(·)^-1分别表示矩阵的2范数、共轭转置、共轭和矩阵求逆；

3.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-2任一项所述的智能反射面辅助的MIMO雷达目标检测方法。