MIMO雷達(dá)中虛擬孔徑空時(shí)處理技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)載MIMO雷達(dá)由于發(fā)射信號(hào)的正交性，可以在接收端實(shí)現(xiàn)等效發(fā)射波束形成。當(dāng)MIMO雷達(dá)天線陣列采用稀疏布陣時(shí)，可以使雷達(dá)產(chǎn)生更大的連續(xù)虛擬孔徑，提高了MIMO雷達(dá)的空間分辨率。尤其當(dāng)采用稀疏發(fā)射、緊湊接收時(shí)， MIMO雷達(dá)由于采用寬發(fā)模式而不產(chǎn)生柵瓣，具有很好的研究?jī)r(jià)值。本文就是以這種稀疏發(fā)射、緊湊接收虛擬陣MIMO為研究對(duì)象，對(duì)這種虛擬孔徑下的方向圖、雜波特性、MTD算法和STAP算法進(jìn)行了研究分析，主要工作如下：
　?。?）研

2、究了機(jī)載平臺(tái)下MIMO雷達(dá)的回波信號(hào)模型，從收發(fā)陣列的等效波束形成引出虛擬陣列產(chǎn)生的原理。通過(guò)理論推導(dǎo)得到，當(dāng)發(fā)射端和接收端中的一端采用稀疏布陣，且陣元間距滿足一定條件時(shí)，可使MIMO獲得最大連續(xù)虛擬孔徑。對(duì)MIMO虛擬孔徑下的收發(fā)聯(lián)合方向圖進(jìn)行仿真，得出MIMO虛擬陣列的主瓣更窄，具有更好的空間分辨率。并且由于MIMO發(fā)射正交信號(hào)，屬于寬發(fā)模式，使得MIMO發(fā)射陣列采用稀疏布陣時(shí)，在空間不會(huì)產(chǎn)生高增益柵瓣，有利于雷達(dá)的隱身。從而得出稀

3、疏發(fā)射、緊湊接收虛擬陣MIMO具有更好的研究?jī)r(jià)值。
　?。?）從機(jī)載雷達(dá)的地面雜波組成出發(fā)，研究了主瓣雜波、旁瓣雜波、高度線雜波及其他地面雜波的一些特性。了解了常用的雜波模擬方法和雜波的非理想因素，并推導(dǎo)了等距離環(huán)地面散射單元積分法建模的原理和最小方差譜的計(jì)算方法。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，分別對(duì)相控陣、緊湊陣MIMO和稀疏虛擬陣MIMO模式下的雜波譜進(jìn)行對(duì)比，得出稀疏虛擬陣MIMO具有更好的雜波抑制性能。
　?。?）對(duì)機(jī)載MIMO雷達(dá)

4、的非自適應(yīng)信號(hào)處理流程做了闡述，研究了匹配濾波、收發(fā)波束形成、MTD處理和CFAR處理四個(gè)模塊的原理。在仿真實(shí)驗(yàn)中，分別對(duì)緊湊陣 MIMO和稀疏發(fā)射、緊湊接收虛擬陣 MIMO做非自適應(yīng)信號(hào)處理。對(duì)比MTD仿真結(jié)果，得出虛擬陣MIMO在機(jī)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)性能上的優(yōu)勢(shì)。
　?。?）研究了 MIMO雷達(dá)的空時(shí)自適應(yīng)處理算法，分別在常規(guī)緊湊陣 MIMO和稀疏發(fā)射、緊湊接收虛擬陣MIMO下進(jìn)行STAP算法仿真。通過(guò)仿真結(jié)果的對(duì)比得出MIMO虛擬孔