一种机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计方法技术

本发明专利技术公开了一种机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计方法，包括：设置机载MIMO雷达的参数，然后计算机载MIMO雷达在多径环境下的直达回波和多径回波在目标处的夹角，进而分析机载MIMO雷达的多径反射系数特点；获取回波数据和雷达在休止期的噪声功率；通过系统的仰角波位信息估计直达信号的单程多径回波距离单元和多径回波距离单元；利用数字波束形成方法对不同距离单元回波数据分别测角；利用最优融合方法处理用直达数据、单程多径数据和双程多径数据处理后的角度值，得到最优的角度估计值。本发明专利技术的DOA估计方法大大提高了机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计值。

【技术实现步骤摘要】
一种机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计方法
本专利技术属于机载雷达信号处理
，具体涉及一种机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计方法。
技术介绍
雷达的参数估计是雷达信号处理的重点和难点。参数估计除了对目标的多普勒频率等信息估计外，还有一个重点领域就是波达方向(DOA波达方向(DOA，DirectionofArrival)的估计。DOA估计的性能好坏直接影响了雷达对目标的定位，同时雷达体制的不同，也可以导致需要估计的信息也有差别。MIMO(Multipleinputmultipleoutput，多输入多输出)体制是最近这些年发展起来的一种新体制技术，已经在通信领域得到了重要应用。在雷达领域，MIMO体制可以和现有雷达系统结合起来，也就是常说的MIMO雷达。MIMO雷达在接收端的工作机制和相控阵雷达是一样的，不同的是在发射端有自由度，发射天线单元可以发射相互正交的信号，实现全方位的覆盖，同时还具有低截获、DOA估计精度高等特点。多径现象是发射的信号辐射到目标后，存在多个方向的路径反射回接收天线的一种现象，由于存在同一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1、根据机载MIMO雷达的参数得到直达回波功率P

【技术特征摘要】
1.一种机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、根据机载MIMO雷达的参数得到直达回波功率Pd、单程多径回波功率Pi1和双程多径回波功率Pi2；
步骤2、根据所述直达回波功率Pd和所述单程多径回波功率Pi1得到单程多径反射系数ρdi，根据所述直达回波功率Pd和所述双程多径回波功率Pi2得到双程多径反射系数ρii；
步骤3、根据第n个接收天线的直达信号回波数据、第n个接收天线的单程多径信号回波数据和第n个接收天线的双程多径信号回波数据得到第n个接收天线的回波数据Xn；
步骤4、根据仰角波位值和所述回波数据得到单程多径信号和双程多径信号所在的距离单元；
步骤5、根据单程多径信号和双程多径信号所在的距离单元匹配得到同一目标的直达数据、单程多径数据和双程多径数据，并基于直达信号计算公式、单程多径信号计算公式和双程多径信号计算公式，根据所述单程多径反射系数和所述双程多径反射系数得到直达信号Xdd、单程多径信号Xdi和双程多径信号Xii；
步骤6、根据休止期的噪声功率、所述仰角波位值、所述直达信号Xdd、所述单程多径信号Xdi和所述双程多径信号Xii对应得到直达信号的信噪比、单程多径信号的信噪比和双程多径信号的信噪比；
步骤7、基于最优融合权系数计算公式，根据所述直达信号的信噪比、所述单程多径信号的信噪比和所述双程多径信号的信噪比对应得到直达信号的最优融合权值wdd、单程多径信号的最优融合权值wdi和双程多径信号的最优融合权值wii；
步骤8、基于俯仰角的输出函数的最大值对应得到直达测角估计值单程多径测角估计值和双程多径测角估计值
步骤9、根据所述直达信号的最优融合权值wdd、所述单程多径信号的最优融合权值wdi、所述双程多径信号的最优融合权值wii、直达测角估计值单程多径测角估计值和双程多径测角估计值得到机载MIMO雷达在多径环境下的最优角度估计值。


2.根据权利要求1所述的机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计方法，其特征在于，所述直达回波功率Pd、所述单程多径回波功率Pi1和所述双程多径回波功率Pi2的表达式分别为：









其中，Pt,dd是直达信号的发射功率，Pt,di是单程多径信号的发射功率，Pt,ii是双程多径信号的发射功率，且Pt,dd＝Pt,di＝Pt,ii，Gt,dd是直达信号的发射天线的增益，Gt,di是单程多径信号的发射天线的增益，Gt,ii是双程多径信号的发射天线的增益，且Gt,dd＝Gt,di＝Gt,ii，Gr,dd是直达信号的接收天线的增益，Gr,di是单程多径信号的接收天线的增益，Gr,ii是双程多径信号的接收天线的增益，且Gr,di＝ε1Gr,dd，Gr,ii＝ε2Gr,dd，ε1是单程多径信号相对直达信号的增益损耗，ε2是双程多径信号相对直达信号的增益损耗，σdd是直达信号的散射截面积，σdi是单程多径信号的散射截面积，且单程多径信号在目标散射区的等效散射截面积满足σi1＝σi2＝σdi，σii是双程多径信号的散射截面积，Rd是直达信号的单路距离，Ri是双程多径信号的单路距离。


3.根据权利要求2所述的机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计方法，其特征在于，所述单程多径反射系数和所述双程多径反射系数的表达式分别为：






其中，ρdi是单程多径反射系数，ρii是双程多径反射系数。


4.根据权利要求1所述的机载MIMO雷达在多径环境下的DOA估计方法，其特征在于，所述第n个接收天线的回波数据Xn的表达式为：
Xn＝Xn,dd(tdd)+Xn,di(tdi)+Xn,ii(tii)
其中，Xn,dd是第n个接收天线的直达信号回波数据，Xn,di是第n个接收天线的单程多径信号回波数据，Xn,...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵永波，胡毅立，陈胜，刘宏伟，水鹏朗，
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