[发明专利]基于嵌套阵列的MIMO雷达抗干扰方法

摘要

本发明公开了一种基于嵌套阵列的MIMO雷达抗干扰方法，主要解决现有MIMO雷达分辨率低和抑制干扰能力差的问题。其实现步骤是：1)获得目标返回信号；2)对目标返回信号依次进行快拍取样、匹配滤波和向量化，得到向量化后的接收数据y；3)估计y的协方差矩阵并向量化，得到观测矢量z；4)去除z的重复元素，得到虚拟的差分阵列接收数据z₁；5)将z₁划分为N₁个子阵接收数据，得到秩恢复的接收数据协方差矩阵R_ss；6)根据R_ss得到波束形成器权矢量W；7)根据W进行波束形成，增强期望目标信息并抑制干扰。本发明能有效提高MIMO雷达的分辨率和抑制干扰的性能，可用于抑制干扰。

主权项

1.一种基于嵌套阵列的MIMO雷达抗干扰方法，包括如下步骤：(1)建立基于嵌套阵列的MIMO雷达模型：(1a)设MIMO雷达发射和接收的阵元数分别为M和N，其中接收阵列采用二阶嵌套阵列，发射阵列由该嵌套阵列的首尾阵元构成，M＝2，N≥2；(1b)用发射阵列发射的正交信号Φ照射一个目标和Q个干扰，通过接收阵列接收目标的返回信号X；(2)使用接收阵列对目标的返回信号进行匹配滤波，得到接收阵列的接收数据：并对进行向量化，得到向量化后的接收数据为：其中，(·)^H表示共轭转置操作，X为N×L维的接收数据矩阵，L表示快拍数，Φ为M×L维的各个阵元发射波形矩阵，vec(·)表示矩阵的向量化操作；(3)根据向量化后的接收数据y，得到虚拟的差分阵列接收数据z1：(3a)估计向量化后的接收数据y的协方差矩阵：(3b)对协方差矩阵Ryy进行向量化，得到观测矢量：z＝vec(Ryy)；(3c)去除z中重复的元素，得到虚拟的差分阵列接收数据：z1＝Dis(z)；其中，Dis(·)表示去除向量中重复元素操作；(4)将虚拟差分阵列接收数据z1划分为N1个元素数量相等的子阵接收数据，得到z1秩恢复的接收数据协方差矩阵Rss；(5)根据秩恢复的接收数据协方差矩阵Rss，得到最小方差无失真响应波束形成器权矢量：(5a)将步骤(4)中第1个子阵接收数据作为参考，得到该子阵接收数据的导向矢量，即MIMO雷达的虚拟导向矢量：其中，(·)T表示转置操作，θ为任意方位，λ为发射波波长，dr1为二阶嵌套阵列的第一级均匀线阵阵元间距，N'为每个子阵接收数据的元素个数，且N'＝N1；(5b)根据秩恢复的接收数据协方差矩阵Rss和MIMO雷达的虚拟导向矢量a1(θ)，得到最小方差无失真响应波束形成器权矢量为：其中，(·)‑1表示对矩阵求逆操作，θ0为期望目标的方位角度；(6)根据权矢量W在接收端进行最小方差无失真响应波束形成，得到接收波束方向图：Y＝WHa1(θ)，Y为得到接收波束方向图函数，该方向图将波束主瓣对准期望的目标方位，并在干扰方位形成零陷，实现对干扰的抑制。