[发明专利]基于毫米波避撞雷达的分集相控阵设计方法

权利要求书

1.一种基于毫米波避撞雷达的分集相控阵设计方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：对分集相控阵雷达和MIMO雷达的性能等效关系进行数学推导证明

集中式MIMO雷达通过发射正交波形形成虚拟孔径，令目标为单一目标，雷达各收发单元的辐射强度和回波到达各天线单元的回波强度均一致，令经过数字域处理后MIMO雷达的空间指向角度为θ，则阵元合成的矢量和为：

式1.1中，阵元的输入信号被分为两项，为信号矢量，V_{m_n}为噪声矢量；Δφ_t和Δφ_r表示由波程差引起的发射天线相邻阵元和接收天线相邻阵元辐射场的相位差，和是为了形成θ方向波束而引入的阵元间相移，有其中d_t和d_r分别表示发射单元和接收单元的间距，θ_t和θ_r分别为发射和接收波束指向；V_{m_n}表示第n个接收通道对第m个发射通道的波形进行解扩后的噪声；

对目标回波信号的矢量合成项进行细化分析：

由式1.2可见，雷达的目标回波信号的矢量合成实际为雷达收发方向图的乘积；因此对于收发分置的MIMO雷达，若采用分集相控阵方式，只要能产生和MIMO雷达相同的指向，则MIMO雷达和相控阵雷达的合成方向图完全一致；

步骤2：分集相控阵雷达天线方向图的合成方法

将MIMO雷达的虚拟孔径按波达方向进行全相参处理，则由虚拟孔径形成的方向图等效为发射孔径的方向图乘以接收孔径的方向图；

步骤3：接收阵列包含N个阵子单元，阵元间间距为d_R＝αλ，其中α为比例系数，λ为雷达波长；发射阵列包含M个阵子单元，阵元间间距为d_T＝Nαλ；

步骤4：计算发射栅瓣出现位置：θ_n＝arcsin(nλ/d_T+sinθ₀)＝arcsin(n/Nα+sinθ₀)，θ₀为雷达的空间指向；计算不同拍次的接收阵列移相相位间隔其中n表示第n个接收阵元，m表示第m个拍次，m∈[0,M-1]，θ_m＝mθ_n/M；在第m个拍次接收阵列按照进行移相使得接收波束指向发射波束的各栅瓣位置；

步骤5：根据M个拍次获得的子空域探测到的目标强度，在目标方位插值表中查询目标的估计角度信息；所述的目标方位插值表根据阵列天线远场测试获得的方向图，具体为幅度比和角度的对应关系。