[发明专利]一种基于LFMCW的MIMO雷达快速信号处理方法

说明书

本发明公开了一种基于LFMCW的MIMO雷达快速信号处理方法，包括：建立包括M个发射阵元和N个接收阵元的MIMO雷达；利用MIMO雷达发射一组正交频分LFMCW信号；根据正交频分LFMCW信号的回波信号，获得有效差拍信号；设定雷达的快速傅里叶变换点数K，对有效差拍信号进行补零处理，得到补零后的有效差拍信号和对应的K个距离点；得到一组匹配有效差拍信号的初相；根据发射频率编码和步进频率，获得一个系数矩阵；对补零后的有效差拍信号进行接收波束形成，获得接收波束形成输出；根据接收波束形成输出、系数矩阵和初相，得到时空匹配滤波后的信号。该基于LFMCW的MIMO雷达的信号处理实现方法，利用快速傅里叶变换，对雷达接收信号实现时空匹配滤波，能有效减少运算量。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于LFMCW的MIMO雷达快速信号处理方法，可用于基于LFMCW的MIMO雷达目标检测。

背景技术

多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)雷达系统采用多天线发射分集的信号波形，多天线接收目标回波信号的体制。MIMO雷达可以利用相位或频率编码等方法实现发射信号波形的分集，在波形设计上非常灵活。与传统雷达相比，MIMO雷达在抗杂波、抗干扰、低截获、角度分辨率等性能方面具有明显优势。

线性调频连续波(Line Frequency Modulated Continuous Wave，LFMCW)雷达的频率调制随时间线性变化，具有峰值功率低、测距分辨率高、无距离盲区、体积小、结构简单成本低等优点，近年来应用较为广泛。

现有技术已经报道了一种利用时间分集的所谓MIMO线性调频连续波雷达，即对发射信号在时间轴上进行区分，相同的发射信号在不同的时间周期内进行发射，这种方式容易造成资源浪费，且不是真正的波形分集MIMO雷达。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于LFMCW的MIMO雷达快速信号处理方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于LFMCW的MIMO雷达快速信号处理方法，包括：

S1：建立包括M个发射阵元和N个接收阵元的MIMO雷达；

S2：利用所述MIMO雷达发射一组正交频分LFMCW信号；

S3：根据所述正交频分LFMCW信号的回波信号，获得有效差拍信号；

S4：设定雷达的快速傅里叶变换点数K，对所述有效差拍信号进行补零处理，得到补零后的有效差拍信号和对应的K个距离点；

S5：根据所述K个距离点，得到一组匹配有效差拍信号的初相；

S6：根据所述MIMO雷达的发射频率编码和步进频率，获得一个系数矩阵；

S7：对所述补零后的有效差拍信号进行接收波束形成，获得接收波束形成输出；

S8：根据所述接收波束形成输出、所述系数矩阵和所述匹配有效差拍信号的初相，得到时空匹配滤波后的信号。

在本发明的一个实施例中，所述发射天线与所述接收天线均为等距线阵，所述M个发射阵元发射的信号为：

s(t)＝[s₁(t),s₂(t),...s_i(t),...s_M(t)]^T,i＝1,2,...M，

其中，s_i(t)为第i个发射阵元发射的信号，(·)^T表示矩阵的转置。

在本发明的一个实施例中，所述S2包括：