MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)及信號(hào)處理相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、受多輸入多輸出(MIMO)通信和綜合脈沖孔徑雷達(dá)(SIAR)的啟發(fā)，MIMO雷達(dá)得到了雷達(dá)界的廣泛關(guān)注和研究。作為一種新體制雷達(dá)，其每個(gè)天線可以發(fā)射任意波形，將空間分集和波形分集的思想引入到雷達(dá)中。這使得MIMO雷達(dá)具有良好的干擾抵消能力和改善的參數(shù)識(shí)別能力，可以進(jìn)行復(fù)雜的發(fā)射波束形成，可以改善雜波背景中探測(cè)低速目標(biāo)和弱目標(biāo)的能力，并在低截獲以及目標(biāo)識(shí)別等方面比傳統(tǒng)雷達(dá)有明顯優(yōu)勢(shì)。
　　 本文主要圍繞MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)和信號(hào)處

2、理算法展開(kāi)相關(guān)研究，主要包括以下內(nèi)容：
　　 [1]研究了MIMO雷達(dá)中發(fā)射波形集設(shè)計(jì)問(wèn)題。針對(duì)離散頻率編碼波形(DFCW)，分析了其模糊函數(shù)的特點(diǎn)。對(duì)于滿(mǎn)碼集DFCW，分析得知其距離自相關(guān)函數(shù)旁瓣峰值近似為固定值，因此可以在優(yōu)化設(shè)計(jì)中只考慮互相關(guān)函數(shù)項(xiàng)而不考慮自相關(guān)函數(shù)項(xiàng)，在此基礎(chǔ)上提出了低復(fù)雜度的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；對(duì)于非滿(mǎn)碼集，分析得知其距離自相關(guān)函數(shù)旁瓣峰值可以低于滿(mǎn)碼集，在此基礎(chǔ)上提出了基于最小最大準(zhǔn)則的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了

3、具有更好相關(guān)性能的波形集設(shè)計(jì)，并結(jié)合速度距離分辨率對(duì)兩種碼集進(jìn)行了分析。將正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制方式引入MIMO雷達(dá)中，研究了OFDM編碼信號(hào)集的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
　　 [2]研究了收發(fā)共置MIMO雷達(dá)接收波束形成技術(shù)，從數(shù)學(xué)角度分析了標(biāo)準(zhǔn)線性陣MIMO雷達(dá)陣列排布與波束方向圖的關(guān)系，針對(duì)高旁瓣問(wèn)題，研究采用基于帶零點(diǎn)調(diào)向的最小二乘方向圖合成方法進(jìn)行抑制。針對(duì)MIMO雷達(dá)接收端可以形成虛擬孔徑的特點(diǎn)，將傳統(tǒng)的常規(guī)波束形成和最

4、小方差無(wú)畸變響應(yīng)(MVDR)波束形成方法推廣應(yīng)用到MIMO雷達(dá)中，并與其在傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)下的性能進(jìn)行了分析比較。針對(duì)采樣矩陣求逆法(SMI)波束形成器的穩(wěn)健性，研究了MIMO雷達(dá)體制下對(duì)角加載技術(shù)的應(yīng)用。
　　 [3]研究了收發(fā)共置MIMO雷達(dá)發(fā)射波束形成技術(shù)。MIMO雷達(dá)在發(fā)射信號(hào)選擇上的靈活性使其可以進(jìn)行復(fù)雜的發(fā)射波束方向圖合成，其方法主要是通過(guò)改變發(fā)射信號(hào)之間的互相關(guān)性來(lái)進(jìn)行不同形狀的發(fā)射波束方向圖設(shè)計(jì)?；诎l(fā)射信號(hào)互相關(guān)

5、矩陣設(shè)計(jì)的思想，研究了在最小二乘和最小最大準(zhǔn)則下發(fā)射波束形成的設(shè)計(jì)方法，分別基于梯度搜索法和遺傳算法建立優(yōu)化模型。針對(duì)發(fā)射方向圖波形設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出基于已知互相關(guān)矩陣和期望方向圖兩種波形設(shè)計(jì)方法。
　　 [4]針對(duì)MIMO雷達(dá)接收端信號(hào)分離問(wèn)題，研究了匹配濾波方法和非匹配濾波方法的應(yīng)用。針對(duì)基于匹配濾波器進(jìn)行信號(hào)分離的方法得到的主旁瓣比較差的特點(diǎn)，引入基于復(fù)合濾波進(jìn)行信號(hào)分離的方法和基于MMSE準(zhǔn)則進(jìn)行信號(hào)分離的方法進(jìn)行改進(jìn)。兩種