车载MIMO雷达求熵解速度模糊的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111239721A(43)申请公布日2020.06.05(21)申请号202010087550.7(22)申请日2020.02.13(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人王启霞张弓胡文(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人苏虹(51)Int.Cl.G01S13/58(2006.01)G01S13/60(2006.01)G01S7/35(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称车载MIMO雷达求熵解速度模糊的方法(57)摘要本发明公开了一种车载MIMO雷达求熵解速度模糊的方法，包括对测得的回波数据进行ADC处理，并根据通道顺序重新排列；对每个通道的回波信号进行距离-多普勒维的FFT变换；根据求得的模糊速度，构造2L组不同的速度，得到2L组新的加权矢量及输出功率；通过求熵的方式可以同时解同一距离-多普勒门内所有信号的速度模糊，从而能够准确估算出所有地面杂波信号相对于雷达准确的角度信息，最终根据地面杂波在方位向关于雷达前进方向的对称性，求解车辆自身的不模糊速度。CN111239721ACN111239721A权利要求书1/2页1.一种车载MIMO雷达求熵解速度模糊的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)车载MIMO雷达包含M个发射天线，N个接收天线，可等效成MN个通道，发射天线之间的间距为d1，接收天线之间的间距为d2，收发天线的等效间距为d，在发射端采用TDM的方式进行波形配置，发射天线按照1、2、......、M的顺序依次打开，而N个接收天线同时接收每个发射天线产生的回波信号；(2)对接收到的回波信号进行ADC处理得到其中，i＝1：n_chirps表示慢时间采样序号，n_chirps为脉冲数；k＝1：n_samples表示快时间采样序号，n_samples为快时间采样点数；mn＝1：MN表示通道序号，MN为等效通道数；(3)对MN个通道的回波信号重新排序得Smn＝[S11、S12、......、S1n，S21、......S2n，......，Sm1、......SMN]，对排完序的回波信号先在距离维做Nr点的傅里叶变换，再在速度维做Md点的傅里叶变换，得到距离-多普勒维模糊图及频域信号Smn(nr，md)，其中nr＝1：Nr，md＝1：Md；(4)选取同一距离-多普勒门下的回波信号Smn(rp，dp)分析，其中1≤rp≤Nr，1≤dp≤Md，根据多普勒门dp计算出地面杂波相对于雷达的径向速度Vest(p)＝dp×vers；其中，速度分辨率Tc为每个发射天线工作的时间，λ为波长；(5)构造优化模型求解相位差vtrue＝vest+jvmax；j以等步长从-L取至L共取得2L个不同的vtrue，则对应2L组不同的补偿相位，并得到2L组新的加权矢量w及输出功率P′DBF；其中vtrue为不模糊速度，Vest为径向速度；(6)比较得到2L组输出功率中最小熵值的组号e，反推出地面杂波相对于雷达的不模糊径向速度vtrue(e)及加权矢量w(e)；取同一距离-多普勒门下的两个对称地面杂波，通过w(e)进行DBF得到角度信息；(7)根据地面杂波在方位向关于雷达法线的对称性，求解车辆自身的不模糊速度。2.根据权利要求1所述的车载MIMO雷达求熵解速度模糊的方法，其特征在于步骤(5)具体为：将2L组补偿相位分别补偿到加权矢量a中，得到2L组新的加权矢量其中加权矢量则新的加权矢量可表示为其中θ为目标回波到达角；后将得到的2L组不同的新的加权矢量w用于数字波束形成，得到2L组不同的输出功率HP′DBF，即P″DBF(1：2L)＝w(1：2L)Rxw(1：2L)，其中，H表示共轭转置，协方差矩阵3.根据权利要求1所述的车载MIMO雷达求熵解速度模糊的方法，其特征在于步骤(6)具体为：计算P′DBF(1：2L)的熵值En(1：2L)＝-∑[P(1：2L)log2P(1：2L)]，其中，2CN111239721A权利要求书2/2页后比较2L组P′DBF的熵值大小并取熵值最小值对应的组号e，即En(e)＝min[En(1：2L)]，1≤e≤2L；根据最小熵值对应的组号e，反推得到车辆相对于地面杂波的不模糊径向速度vtrue(e)＝vest+evmax，从而得到通道间相位差将其补偿至加权矢量a，得到理想的加权矢量将w(e)用于数字波束H形成，得到一组理想的输出功率P′DBF(e)＝w(e)Rxw(e)，由此可计算得同一距离-多普勒门内，一组对称的地面杂波信号相对于雷达前进方向的真实方位角。4.根据权利要求1所述的车载MIMO雷达求熵解速度模糊的方法，其特征在于步骤(7)具体为：在