基于子阵结构的MIMO雷达快速多波束形成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于子阵结构的MIMO雷达快速多波束形成方法，包括：将MIMO雷达阵列均匀的划分为M个子阵单元；将空域范围划分为若干角度区间，并设计每个角度区间对应的子阵发射方向图，以得到空域范围的发射方向图库；从发射方向图库中筛选出与每个目标对应的子阵发射方向图，并将其赋值给该目标对应的子阵单元，进行综合处理后得到全阵列的发射方向图；优化全阵列的发射方向图的初始相位，得到全阵列的发射波形。与现有的设计相比，本发明专利技术提供的方法大大降低了发射方向图设计的复杂度，大幅度降低了雷达系统成本和时间成本，且可以根据目标信息的改变动态的分配雷达资源。

【技术实现步骤摘要】
基于子阵结构的MIMO雷达快速多波束形成方法
本专利技术属于雷达
，具体涉及一种基于子阵结构的MIMO雷达快速多波束形成方法。
技术介绍
随着雷达技术的发展，雷达多任务、高信噪比的性能指标使得雷达阵列需要成百上千的阵元来合成发射方向图。而超大规模阵列通常包含上万个阵元，如果采用MIMO(multipleinputmultipleoutput，多进多出)体制的话，每个发射阵元需要一个单独的发射通道，成本极高。此外，雷达发射波形优化的复杂度非常高，实时优化难度很大。研究表明，通过采用一定规模的子阵级MIMO方式，不仅可以大幅降低雷达系统成本，还可以显著降低发射波形优化自由度，是一种理想的实现方式。目前，现有的子阵式多波束方向图合成的发射方向图波束主瓣能量均等，这导致雷达系统的能量分配的效率不高，从而影响雷达对目标的检测或跟踪性能的下降；同时，子阵的划分也可能产生栅瓣和栅零点问题。此外，在干扰场景下，MIMO雷达还需要对目标进行合理的资源分配，以获得最大的资源利用率。罗涛的论文《基于SDP的发射方向图设计方法与稳健波束形成研究[本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于子阵结构的MIMO雷达快速多波束形成方法，其特征在于，包括：/n将MIMO雷达阵列均匀的划分为M个子阵单元；/n将空域范围划分为若干角度区间，并设计每个所述角度区间对应的子阵发射方向图，以得到所述空域范围的发射方向图库；/n从所述发射方向图库中筛选出与每个目标对应的子阵发射方向图，并将其赋值给该目标对应的子阵单元，进行综合处理后得到全阵列的发射方向图；/n优化所述全阵列的发射方向图的初始相位，得到全阵列的发射波形。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于子阵结构的MIMO雷达快速多波束形成方法，其特征在于，包括：
将MIMO雷达阵列均匀的划分为M个子阵单元；
将空域范围划分为若干角度区间，并设计每个所述角度区间对应的子阵发射方向图，以得到所述空域范围的发射方向图库；
从所述发射方向图库中筛选出与每个目标对应的子阵发射方向图，并将其赋值给该目标对应的子阵单元，进行综合处理后得到全阵列的发射方向图；
优化所述全阵列的发射方向图的初始相位，得到全阵列的发射波形。


2.根据权利要求1所述的MIMO雷达快速多波束形成方法，其特征在于，所述发射方向图的表达式为：



其中，表示指向目标的导向向量，θk表示第k个目标的俯仰角，表示第k个目标的方位角，S表示该子阵的发射波形，表示第k个目标方向处的发射功率，表示空间其他方向上的发射功率。


3.根据权利要求1所述的MIMO雷达快速多波束形成方法，其特征在于，从所述发射方向图库中筛选出与每个目标对应的子阵发射方向图，并将其赋值给该目标对应的子阵单元，进行综合处理后得到全阵列的发射方向图，包括：
从所述发射方向图库中筛选出与每个目标对应的子阵发射方向图；
根据每个目标的信息将所述M个子阵单元按照一定比例分配给各个目标；
将所述每个目标对应的子阵发射方向图赋值给该目标对应的子阵单元，得到该目标的发射方向图；
对所有目标的发射方向图进行综合，得到全阵列的发射方向图。

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【专利技术属性】
技术研发人员：纠博，杨竣评，高青松，黄金杰，张华斌，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61