[发明专利]一种FDA‑MIMO雷达中基于循环优化的发射波束矩阵设计方法

摘要

本发明提供一种FDA‑MIMO雷达中基于循环优化的发射波束矩阵设计方法。频控阵通过相邻阵元增加一个较小的频率增量，可以产生具有角度和距离依赖性发射波束，这为目标的角度和距离参数联合定位提供可能。本发明利用这一特性，结合频控阵和MIMO雷达，通过优化设计发射波束矩阵，实现多个目标的距离和角度的联合估计。首先依据实际需求和频控阵MIMO雷达系统的特点，确定发射载波、频率增量、发射接收天线数，建立频控阵MIMO雷达系统模型，其次利用循环优化方法，设计雷达的发射波束矩阵；最后基于发射波束矩阵，验证估计距离、角度和幅度的性能。本质上是最小化稀疏模型中感知矩阵的互相干准则，以提高距离和角度维分辨率。

主权项

一种FDA‑MIMO雷达中基于循环优化的发射波束矩阵设计方法，其特征在于；包括以下步骤：步骤1、使用随机矩阵初始化发射波束矩阵，初始化矩阵为单位矩阵；步骤2、根据式(15)求解半酉矩阵U；式(15)如下：U=U1U2H]]>其中，表示KMr×D阶的复矩阵；表示D×D的复矩阵；K为正交波形的信号矢量个数；Mr为接收天线的个数；D＝P×L，P和L分别表示距离单元数和角度单元数；步骤3、根据式(19)中类功率迭代法求解接收波束矩阵W；式(19)如下：W(i+1)=Et(IMtMr0TC~W~1(i))H---(19)]]>其中，表示(K+Mt)Mr×(K+Mt)Mr阶的单位矩阵，参数λ取大于C的最大特征值，W(i+1)为第i+1次迭代得到的接收波束矩阵；表示KMr×KMr阶的单位矩阵，A2＝AAH，A是MtMr×D的矩阵，且MtMr＜D，表示期望对角矩阵，Et表示每个天线上的发射能量；表示MtMr×MtMr阶的单位矩阵；Mt为发射天线的个数；步骤4、根据式(20)求解发射波束矩阵式(20)如下：w~m,n=E{diag(W[(n-1)Mr+1:nMr,(m-1)Mr+1:mMr)])}]]>为矩阵的第(m,n)个元素，对于给定的接收波束矩阵W，是W的一个子阵，为W[(n‑1)Mr+1:nMr,(m‑1)Mr+1:mMr]，E(·)表示取期望值，diag(·)表示提取矩阵对角线上的元素；步骤5、重复迭代步骤2至步骤4，直到满足停止准则。