针对方向图综合的MIMO雷达双边自适应矩阵算法

王 勇 刘宏伟 纠 博 杨晓超

(西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室 西安 710071)

1 引言

近年来，多输入多输出(MIMO)雷达受到了广泛的关注[1-6]。根据天线的稀疏程度，MIMO 雷达可以分为分布式和集中式两大类。分布式MIMO雷达天线间距较大，具有空间分集增益，能提高对闪烁目标的探测能力[1,2]；集中式MIMO雷达天线间距较小，每个天线可以发射不同的信号波形，具有较好的波形分集能力。与传统的相控阵雷达相比，集中式MIMO雷达拥有更高的目标分辨能力[3]和更好的参数辨识能力[4]，并且可以根据需要进行灵活的方向图设计与波形优化[5]。

阵列信号处理的一个基本问题是方向图综合问题。根据加权方式的不同，方向图综合方法可以分为向量加权方法[6,7]和矩阵加权方法[8,9]两类。向量加权方法通过对回波进行向量加权来综合方向图，其方向图参数，比如主瓣宽度和旁瓣电平，不能精确地控制并根据不同的需要进行调整[9]。为了能更灵活地控制方向图，文献[8]提出了自适应矩阵算法(Adaptive Matrix Approach,AMA)。AMA算法能够对方向图的主瓣宽度和旁瓣电平进行严格地控制，其代价函数是一个半正定规划(Semi-Definite Programming,SDP)，因此可以通过凸优化工具包CVX[10]求解其全局最优解。对于MIMO雷达来说，AMA算法虽然能够对发射接收双程的方向图进行灵活地控制，但算法处理的维数为发射阵元数与接收阵元数的乘积。对于较少的发射阵元和接收阵元，MIMO雷达AMA算法的处理维数也可能会很大。此时其计算复杂度和样本需求将很大。……