【技术实现步骤摘要】
基于阵元相位差的时分MIMO雷达运动补偿方法
本专利技术属于雷达
,尤其涉及一种时分MIMO雷达运动补偿方法,可用于汽车智能驾驶中对毫米波雷达运动补偿。
技术介绍
在汽车智能安全驾驶技术中,毫米波雷达凭借自身的全天时、全天候工作的优势,成为确保汽车安全驾驶传感器组中必不可少的传感器。同时,随着技术的不断推进,汽车安全驾驶对毫米波雷达提出了更高的分辨率要求。距离分辨率的提高可以通过增大发射信号的带宽来实现,角度分辨率的提高可以通过增大天线孔径来实现。多输入多输出MIMO技术被认为是增加天线孔径的一项重要技术。MIMO技术可以在有限的阵元个数的情况下,通过扩展虚拟孔径来增加天线的孔径,提高雷达的角度分辨。从而,满足汽车雷达小体积、少天线、高分辨率的要求。MIMO雷达要求发射正交波形,传统的MIMO波形有频分复用FDM、时分复用TDM和码分复用CDM波形。考虑到MIMO汽车雷达的实现复杂度和成本限制,采用基于时分复用TDM技术的MIMO雷达是一种可行的解决方案。但是,通过TDM技术实现的MIMO雷达缺点在于:在不同的发射阵元切换时间段内由于目标相对运动引起的相位变化量会耦合到各接收阵元上,影响角度的正确测量。为了确保运动目标角度测量的准确性,需要在角度测量之前对目标运动引起的相位项进行补偿。目前,国内外机构开展了TDM-MIMO雷达的运动目标的相位补偿方法研究,主要有以下几种方法:1、C.M.Schmid等人在其发表的论文“MotioncompensationandefficientarraydesignforTDMAFMCWMIMOradarsystem ...
【技术保护点】
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Dt与相邻的接收天线间距dr满足关系式:Dt=N·dr;(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Sp:Sp=[S11(vp,rp),S12(vp,rp),...S1N(vp,rp),S21(vp,rp),S22(vp,rp),...S2N(vp,rp),...,SM1(vp,rp),SM2(vp,rp),...SMN(vp,rp)]其中,检测单元向量Sp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,vp为被检测目标多普勒维的索引号,rp为被检测目标距离维的索引号;(4)利用相邻接收阵元 ...
【技术特征摘要】
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Dt与相邻的接收天线间距dr满足关系式:Dt=N·dr;(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Sp:Sp=[S11(vp,rp),S12(vp,rp),...S1N(vp,rp),S21(vp,rp),S22(vp,rp),...S2N(vp,rp),...,SM1(vp,rp),SM2(vp,rp),...SMN(vp,rp)]其中,检测单元向量Sp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,vp为被检测目标多普勒维的索引号,rp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Sp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,Si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φc:其中,相位补偿向量φc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Spc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。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:(1)中形成的MN个虚拟接收阵元,其位置Rt...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨明磊,胡成丰,陈思思,邓军,
申请(专利权)人:西安中电科西电科大雷达技术协同创新研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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