[发明专利]运动平台下MIMO系统发射方向图的设计方法

说明书

运动平台下MIMO系统发射方向图的设计方法，解决了现有MIMO发射方向图设计技术应用于运动平台下的MIMO系统时，将导致系统空域性能大大下降，无法完成探测与跟踪任务的问题，属于MIMO系统的应用技术领域。本发明适用于发射阵列为线阵的MIMO系统，且发射阵列中有N个阵元，包括：S1、各发射天线在K个不同时刻的发射信号b_n(k)补偿平台运动导致的多普勒频移；对位于阵列孔径中心左右两侧的阵元，根据与目标的位置关系的不同，采用不同的补偿形式；S2、根据b_n(k)获取协方差矩阵W(l)；S3、根据W(l)得到其在l＝0时的值；S4、获取运动平台下MIMO系统的阵列导向向量d(θ)；S5、根据W(0)以及d(θ)，得到适用于平台运动情况的MIMO系统发射方向图。

技术领域

本发明涉及运动平台下MIMO系统发射方向图的一种设计方法，属于MIMO系统的应用技术领域。

背景技术

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,多输入-多输出)系统是新兴的电子系统。与传统的相控阵系统相比其具有更高的系统自由度及更高的空间分辨率，从而可实现更好的搜索-检测-跟踪性能。

已有的MIMO系统技术中很少考虑平台运动的影响，即忽略多普勒效应。但实际应用中，很多情况下MIMO系统安装于运动平台上，平台运动导致的多普勒效应使系统性能下降,特别是对系统的空域特性即发射方向图产生很大影响,导致发射方向图产生严重畸变，使目标探测与跟踪性能严重下降。

目前对运动平台下MIMO系统发射方向图的设计还没有有效的方法。现有的MIMO发射方向图设计技术如应用于运动平台下的MIMO系统,将导致空域性能大大下降,无法完成探测与跟踪任务。

发明内容

针对现有MIMO发射方向图设计技术应用于运动平台下的MIMO系统,将导致空域性能大大下降，无法完成探测与跟踪任务的问题，本发明提供一种运动平台下MIMO系统发射方向图的设计方法。

本发明是一种运动平台下MIMO系统发射方向图的设计方法，所述方法适用于发射阵列为线阵的MIMO系统，且发射阵列中有N个阵元，N为偶数，所述方法包括：

S1、MIMO系统在平台运动的情况下,各阵元均在K个不同的时刻发射信号，第n个阵元在第k个时刻的发射信号为：

其中，1≤n≤N，1≤k≤K，且h(n)为

其中，v为平台运动速度在阵列孔径方向的投影，R₀为阵列孔径中心与目标的距离，α为阵列孔径中心与目标的连线和阵列孔径方向的夹角，C为光速，f₀为工作频率，d为阵元间距且各阵元间距均相同；

S2、根据S1的发射信号b_n(k)获取其协方差矩阵W(l)，其中0≤l≤L-1；

S3、根据协方差矩阵W(l)得到其在l＝0时的值，即W(0)；

S4、获取运动平台下MIMO系统的阵列导向向量d(θ)；

S5、根据W(0)以及阵列导向向量d(θ)，得到运动平台下MIMO系统的发射方向图。

作为优选，所述S2中，协方差矩阵W(l)的第i行第j列个元素为w_ij(l)，其中0≤l≤L-1，且：

其中,1≤i≤N，1≤j≤N，和分别为阵列中第i个阵元和第j个阵元在K个时刻发射信号的均值，即：

作为优选，所述S4中，