多输入多输出雷达空时孔径优化方法

摘要

本发明公开了一种多输入多输出雷达空时孔径优化方法，它属于雷达信号处理技术领域。其优化方案是：利用地杂波协方差矩阵的秩与雷达发射阵元数、接收阵元数和脉冲数之间的关系，通过与地杂波协方差矩阵秩有关的代价函数优化接收阵元数、发射阵元数和脉冲数，确定接收阵元数与发射阵元数和接收阵元数与脉冲数的优化比例。利用本发明确定的比例关系分配雷达接收阵元数、发射阵元数和脉冲数使MIMO雷达能获得最快的信号处理速度。

主权项

1.一种多输入多输出雷达空时孔径优化方法，包括如下步骤：（1）根据MIMO雷达发射阵元间距d_T，接收阵元间距d_R，确定发射阵元间距与接收阵元间距的比率：（2）根据MIMO雷达的径向速度v，脉冲重复周期T，确定在一个脉冲周期内空间合成孔径与接收阵元间距的比率：（3）设定MIMO雷达空时导向矢量的维度P为能分解成三个正整数的合数；（4）选择地杂波协方差矩阵秩的估计式：c＝N+γ(M-1)+β(L-1)，式中M表示发射阵元数，N表示接收阵元数，L表示脉冲数；（5）通过如下代价函数：优化雷达收发阵元数和脉冲数，其步骤如下：（5a）根据公式P＝MNL，得到发射阵元数：(5b)把带入c＝N+γ(M-1)+β(L-1)中，得到：$c(N,L)=N+\gamma (\frac{P}{\mathrm{NL}}-1)+\beta (L-1)---1)$(5c)对1）式求偏导：$\left\{\begin{array}{c}\frac{\partial c(N,L)}{\partial N}=1-\frac{\mathrm{\gamma P}}{N^{2}L}=0\\ \frac{\partial c(N,L)}{\partial L}=-\frac{\mathrm{\gamma P}}{{\mathrm{NL}}^2}+\beta =0\end{array}\right.---2)$(5d)解2）式，得到接收阵元数N，发射阵元数M，脉冲数L的表达式：$N=\sqrt[3]{\mathrm{\beta \gamma P}}---3)$$L=\sqrt[3]{\frac{\mathrm{\gamma P}}{{\beta }^2}}---4)$$M=\sqrt[3]{\frac{\mathrm{\beta P}}{{\gamma }^2}}---5)$(5e)对3）式与4）式做除法，得到接收阵元数N与脉冲数L的比例为：$\frac{N}{L}=\beta ---6)$（5f）对3）式与5）式做除法，得到接收阵元数N与发射阵元数M的比例为：$\frac{N}{M}=\gamma ---7)$（6）按照优化比例在给定维度的空时导向矢量下，为MIMO雷达分配阵列收发阵元数和脉冲数。