[发明专利]基于最小冗余线阵的MIMO雷达旁瓣干扰抑制方法

说明书

本发明属于雷达信号处理技术领域，公开了一种基于最小冗余线阵的MIMO雷达旁瓣干扰抑制方法。构建MIMO雷达目标的等效发射端导向矢量和接收端导向矢量,据此推导均匀阵列MIMO雷达的信号模型，从而得到MIMO雷达的矢量化接收数据；利用Khatri‑Rao积的性质，得到均匀阵列的虚拟阵元位置；据此对阵元进行二次虚拟扩展，得到对应的最小冗余阵的布阵形式；采用该最小冗余阵的布阵形式进行发射和接收信号，并进行自适应匹配滤波处理，获得最小冗余阵的输出数据。本发明能够在抑制同样数目的旁瓣干扰时，采用少于现有的均匀阵元数的最小冗余阵的阵元数，节省了资源。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种基于最小冗余线阵的MIMO雷达旁瓣干扰抑制方法，可以节省天线阵元数，提高雷达的抗旁瓣干扰性能。

背景技术

雷达干扰和抗干扰之间的斗争日趋激烈复杂。由于雷达的主波束宽度较窄，有源干扰容易从雷达的旁瓣进入。干扰信号功率远比有用信号功率大得多，所以从天线旁瓣进入的干扰信号远大于从主瓣进入的信号，且从旁瓣进入的干扰个数也远大于从主瓣进入的。为了对抗一定个数的旁瓣干扰，需要增加天线个数等硬件设施，需要耗费一定的资源。因此如何在同等天线个数条件下对抗的大量的旁瓣干扰成为亟待解决的问题。

目前有大量的对抗旁瓣干扰的方法，自适应旁瓣相消、旁瓣匿影、基于特征子空间的旁瓣抑制方法等，但都没有对旁瓣个数进行详细说明，也并没有研究在有限阵元个数的情况下抗旁瓣干扰个数的方法。

多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)雷达具有虚拟孔径的能力。MIMO雷达虚拟孔径的能力使之拥有诸多优点，比如更好的检测性能、更高的多普勒分辨力等，现有的大量基于MIMO雷达虚拟孔径的研究都是针对其在DOA、DOD估计中的应用，少有对冗余线阵数目有限情况的研究。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于最小冗余线阵的MIMO雷达旁瓣干扰抑制方法，能够在抑制同样数目的旁瓣干扰时，采用少于现有的均匀MIMO阵元数的最小冗余阵MIMO的阵元数，节省了资源。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

基于最小冗余线阵的MIMO雷达旁瓣干扰抑制方法，包括以下步骤：

步骤1，根据MIMO雷达阵列的几何结构以及目标的角度和距离，考虑信号在传播过程中的相位变化关系，构建MIMO雷达目标的等效发射端导向矢量和接收端导向矢量,据此推导均匀阵列MIMO雷达的信号模型，从而得到MIMO雷达的矢量化接收数据；

步骤2，利用Khatri-Rao积的性质，得到均匀阵列的虚拟阵元位置；据此对阵元进行二次虚拟扩展，得到对应的最小冗余阵的布阵形式；

步骤3，采用该最小冗余阵的布阵形式进行发射和接收信号，并将接收信号进行自适应匹配滤波处理，以抑制旁瓣干扰，获得最小冗余阵的输出数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明首次提出将最小冗余阵的思想应用到MIMO雷达抑制旁瓣干扰的问题中；

(2)本发明利用最小冗余阵布阵，在抑制同样个数的旁瓣干扰时，本发明所使用的阵元个数少于传统MIMO阵元的个数；

(3)在同等阵元数的情况下，本发明可以获得更高的目标分辨能力，且方向图主瓣较窄。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明的实现流程图；

图2是均匀MIMO布阵图与最小冗余阵列的布阵图，以4阵元为例，其中，2(a)均匀MIMO布阵图，2(b)最小冗余阵列的布阵图；