基于MIMO體制的天波超視距雷達(dá)信號與數(shù)據(jù)處理算法研究.pdf

1、由于電離層具有分層特性，天波超視距雷達(dá)（OTHR）信號在電離層中傳播時經(jīng)常發(fā)生多徑傳播或多模傳播效應(yīng)，嚴(yán)重影響天波OTHR對目標(biāo)的檢測、定位等性能。近年來研究天波OTHR的一些學(xué)者開始提出將MIMO雷達(dá)（ Multi-input Multi-output radar）技術(shù)應(yīng)用到天波OTHR中，利用MIMO雷達(dá)靈活的波束形成能力，盡最大可能地消除天波OTHR中來自不同空間方位的多徑、多模雜波。目前MIMO-OTHR還處于理論與實驗階段，因

2、此本文僅從基本的雷達(dá)信號處理角度與數(shù)據(jù)處理角度對其進(jìn)行了分析與研究，具體工作如下。
　　首先對MIMO雷達(dá)中的正交發(fā)射波形集的模糊函數(shù)作了簡要介紹，通過對該模糊函數(shù)進(jìn)行分析得出，具有多波形的正交波形集與單波形相比，其模糊函數(shù)的最大不模糊區(qū)域?qū)⒊杀犊s小，這為MIMO-OTHR的波形選擇提供了理論指導(dǎo)。
　　由于傳統(tǒng)OTHR受到來自不同水平或俯仰角的多徑、多模雜波影響，研究了利用MIMO-OTHR的波束形成以消除這些影響：1）對

3、于MIMO-OTHR波束形成所需要的陣列形式，闡述了MIMO-OTHR的陣列必須采用二維陣列，以消除來自任意水平方位向與俯仰角向的多徑、多模雜波，同時研究了利用最小冗余線陣以提高俯仰角一維陣列的陣列孔徑；2）對于發(fā)射陣列所需要的發(fā)射波形集，分析了適用于MIMO-OTHR的波形集；3）對于MIMO-OTHR波束形成所需要的信號處理方法，推導(dǎo)了MIMO-OTHR的信號處理基本流程，通過改變波束形成處理順序，減少了匹配濾波次數(shù)。最后通過仿真實

4、驗，驗證了利用MIMO-OTHR的波束形成可以有效地消除多徑、多模雜波。
　　對于傳統(tǒng)OTHR中的多徑量測與傳播路徑關(guān)聯(lián)關(guān)系的不確定性帶來的數(shù)據(jù)處理難度加大的問題，本文提出利用MIMO-OTHR量測中的俯仰角信息推導(dǎo)出量測的電離層反射虛高，以此得到目標(biāo)多徑量測與其傳播路徑的關(guān)聯(lián)關(guān)系。理論分析表明，擁有了多徑量測與傳播路徑的關(guān)聯(lián)關(guān)系將大大簡化OTHR數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜度。因此本文將該推導(dǎo)方法應(yīng)用到傳統(tǒng)OTHR中的MPDA算法，將其改進(jìn)為