[发明专利]基于阵元相位差的时分MIMO雷达运动补偿方法

摘要

本发明公开了一种基于阵元相位差的时分MIMO雷达的运动补偿方法，主要解决现有技术中时分MIMO雷达对运动目标角度测量不准确的问题。其实现步骤是：1)构建时分MIMO雷达的收发阵列，并确定收发阵元的收发时序；2)利用等效虚拟接收阵列的数据进行目标检测；3)利用相邻接收阵元的相位差构建相位补偿矢量；4)用构建的运动补偿矢量对目标检测结果进行相位校正；5)对校正后的数据进行数字波束形成处理，准确估计检测目标的角度。本发明实现了时分MIMO雷达的目标运动补偿，保证了被检测目标角度的准确估计，可用于汽车智能驾驶中对毫米波雷达运动补偿。

主权项

1.一种基于阵元相位差的时分MIMO雷达运动补偿方法，其特征在于，包括如下：(1)设时分MIMO雷达有M个发射阵元和N个接收阵元，形成MN个等效虚拟接收阵元，且相邻的发射天线间距D_t与相邻的接收天线间距d_r满足关系式：D_t＝N·d_r；(2)设M个发射阵元按空间顺序依次发射信号，在每个发射阵元工作时间内，N个接收阵元同时接收信号，在一个发射周期内分离出MN路接收数据，重复L个周期，分离出L组MN路接收数据；(3)对L组MN路接收数据依次进行去调频、距离维FFT、多普勒维FFT、非相干积累、恒虚警检测、质心凝聚处理，检测出K个目标，对每一个检测目标构建检测单元向量S_p：S_p＝[S₁₁(v_p,r_p),S₁₂(v_p,r_p),...S_1N(v_p,r_p),S₂₁(v_p,r_p),S₂₂(v_p,r_p),...S_2N(v_p,r_p),...,S_M1(v_p,r_p),S_M2(v_p,r_p),...S_MN(v_p,r_p)]其中，检测单元向量S_p分量的行标从1变化到M，列标从1变化到N，p的取值范围为1≤p≤K，K为大于0的整数，v_p为被检测目标多普勒维的索引号，r_p为被检测目标距离维的索引号；(4)利用相邻接收阵元的相位差构建相位补偿矢量：(4a)利用检测单元向量S_p计算MN个虚拟接收阵元相邻阵元间的相位差：其中：表示的是第i个虚拟接收阵元和第i+1个虚拟接收阵元的相位差，i＝1，2,…,MN‑1，S_i表示的是检测单元向量的第i个分量，“*”表示的是求共轭，angle[]表示的是求相位；(4b)根据相位差计算相邻阵元的固有空间相位差的平均值(4c)计算运动目标在第j+1个虚拟接收阵元上的引起的相位项(4d)计算目标运动引起的耦合到虚拟接收阵元上的相位校正项(4e)根据相位校正项构建相位补偿向量φ_c：其中，相位补偿向量φ_c一共包含MN个分量，这些分量又包括M组值，每组值又具有N项；(5)用构建的运动补偿向量对检测单元向量进行相位校正，得到相位校正后的检测单元向量：(6)对校正后的检测单元向量S_pc进行数字波束形成DBF处理，得到一个被检测目标的准确角度；(7)重复步骤(4)到步骤(6)，得到K个被检测目标的准确角度。