[发明专利]一维转动一维MIMO雷达的快速全空域告警方法及系统

权利要求书

1.一种一维转动一维MIMO雷达系统，其特征在于，

在雷达近距工作模式下，MIMO雷达天线发射宽波束，覆盖第一维度；并且，通过一维机构在第二维度转动，扫描覆盖全空域；第一维度是方位维度，第二维度是俯仰维度；或者，第一维度是俯仰维度，第二维度是方位维度。

2.如权利要求1所述一维转动一维MIMO雷达系统，其特征在于，

所述一维机构包含机座、Y轴框架、轴承和驱动组件；对应于第二维度的搜索范围为[-α_max,α_max]，搜索角速度为Δθ°/s，Y轴的转动带动MIMO雷达天线在第二维度的运动，以及送出天线指向角度信息，实时获得天线位置角度信息。

3.如权利要求1所述一维转动一维MIMO雷达系统，其特征在于，

所述MIMO雷达天线为线性布阵，在第二维度的方向以每一列M个阵元为一个阵列，在空间形成窄波束，构成阵列数为N的一维MIMO，子阵之间没有重叠；各个子阵均发射覆盖相同范围的低增益宽波束；同一子阵内的各个阵元间发射的信号相同，而每个子阵之间发射的信号是相互正交的。

4.如权利要求1所述一维转动一维MIMO雷达系统，其特征在于，

MIMO天线阵元为收发共用的，阵元间距为d；阵元数目为M×N，第二维度对应方向的阵元数目为M，第一维度对应方向的阵元数目为N。

5.如权利要求1所述一维转动一维MIMO雷达系统，其特征在于，

MIMO雷达天线在空间发射宽波束覆盖空间的一维度，阵元间距为d，阵元间发射的波形相互正交；MIMO雷达天线接收窄波束，并通过数字波束形成实现同时多波束，以覆盖发射宽波束所照射的整个区域。

6.如权利要求3所述一维转动一维MIMO雷达系统，其特征在于，

各个子阵的发射正交信号集：

S_n＝[s_n(1),s_n(2),...,s_n(M)]^T (1)

其中，n＝1，2，…，N；

子阵的加权矢量：

W＝[w₁,w₂,...,w_N]^T (2)

以相位加权方式：

构建的发射导向矢量：

A(θ)＝[a₁(θ),a₂(θ),...,a_N(θ)]^T (4)

其中，λ为波长，θ为发射波束与阵面法线方向的夹角；

MIMO雷达天线的发射方向图基于下式获得：

7.一种一维转动一维MIMO雷达的快速全空域告警方法，适用于权利要求1-6中任意一项所述的一维转动一维MIMO雷达系统，其特征在于，所述快速全空域告警方法，包括以下的快速搜索过程：

通过MIMO雷达阵列天线，在第一维度和第二维度产生固定形状的搜索波束，在第二维发射宽度为θ_e的波束，结合一维机构在第二维度对应方向转动实现空间第二维度的覆盖；在第一维发射波束宽度为θ_a的宽波束，覆盖空间第一维度；

一维机构在第二维度对应的方向从起始位置-α_max开始搜索，在波束指向的当前位置接收回波；一维机构每隔Δθ转动一次，一维机构转动到下一位置，并处理前一位置的回波，检测目标；

如果搜索到达终点位置α_max，则结束搜索，全空域搜索完毕，一维机构停止转动；期间，如果搜索到目标，转入跟踪状态，并结束全空域搜索。