[发明专利]一种MIMO雷达的波束成形方法、系统和设备

权利要求书

1.一种MIMO雷达的波束成形方法，所述MIMO雷达包括M个发射机和N个接收机，其特征在于，所述方法包括：

通过具有不同通信码的发射机编码M个发射信号，并发送所述M个发射信号到检测目标；

分别利用每一个接收机接收检测目标返回的M个检测信号，并利用M个发射机对应的通信码对每一个接收机接收到的所述M个检测信号进行解码以生成M×N个接收信号；

将M×N个接收信号中使用相同通信码解码得到的接收信号进行合并得到M个合并结果，并将所述M个合并结果进行下变频转换以得到M个输入信号；

基于所述M个输入信号的协方差矩阵计算用于生成目标波束的目标权向量，以利用所述目标权向量加权合并全部输入信号生成目标波束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MIMO雷达包括移相器，在所述分别将N个接收机中使用相同通信码解码的接收信号进行合并，并将合并结果进行下变频转换以得到M个输入信号之前，所述方法还包括：

通过所述移相器将所述M×N个接收信号导向波达方向。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述M个输入信号的协方差矩阵计算用于生成目标波束的目标权向量，包括：

基于所述M个输入信号的协方差矩阵对波达方向的信干噪比进行最大寻优计算，并将寻优结束时生成的最佳权向量作为目标权向量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述M个输入信号的协方差矩阵对波达方向的信干噪比进行最大寻优计算，包括：

计算所述M个输入信号的协方差矩阵；

根据所述协方差矩阵与第一权向量计算波达方向的信干噪比；

以所述信干噪比递增为约束条件调整所述第一权向量，并返回根据所述协方差矩阵与第一权向量计算波达方向的信干噪比的步骤；

当满足预设条件时结束调整所述第一权向量，并将当前的第一权向量作为所述最佳权向量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当满足预设条件时结束调整所述第一权向量，包括：

当所述信干噪比在连续预设次数内的变化量小于预设阈值时，结束调整所述第一权向量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算波达方向的信干噪比公式如下：

式中，SINR为信干噪比，σ是信号功率，θ_k是接收到的目标方向信号的期望到达角，A(θ_k)是与θ_k相关的导向矢量,R_i+n为输入信号中干扰和白噪声的协方差矩阵，W是权向量，W^H是权向量的转置共轭矩阵。

7.一种MIMO雷达的波束成形系统，所述MIMO雷达包括M个发射机和N个接收机，其特征在于，所述系统包括：

信号发射模块，用于通过具有不同通信码的发射机编码M个发射信号，并发送所述M个发射信号到检测目标；

信号接收模块，用于分别利用每一个接收机接收检测目标返回的M个检测信号，并利用M个发射机对应的通信码对每一个接收机接收到的所述M个检测信号进行解码以生成M×N个接收信号；

信号处理模块，用于将M×N个接收信号中使用相同通信码解码得到的接收信号进行合并得到M个合并结果，并将所述M个合并结果进行下变频转换以得到M个输入信号；

波束成形模块，用于基于所述M个输入信号的协方差矩阵计算用于生成目标波束的目标权向量，以利用所述目标权向量加权合并全部输入信号生成目标波束。

8.一种MIMO雷达设备，其特征在于，所述设备包括：

M个发射机和N个接收机，分别用于信号的发送和接收；

主控器，分别与发射机和接收机连接，用于执行如权利要求1-6任一项所述的MIMO雷达的波束成形方法。