接收分集多入多出雷达多目标定位研究

针对“宽波束发射一宽波束接收”多基地雷达存在定位精度低和易产生虚假目标等缺点，讨论了一种空间接收分集的多入多出( MIMO)雷达，该MIMO雷达是一种特殊结构的一发（射站）多（接）收（站）( STMR)多基地雷达，其工作模式也为“宽波束发射一宽波束接收”，能避免复杂的波束同步扫描问题。对接收分集MIMO雷达提出了一种基于Capon谱估计的多目标定位方法，并与普通STMR多基地雷达的定位精度进行了比较。仿真结果表明，接收分集MIMO雷达能有效解决“宽波束发射一宽波束接收”多基地雷达的低定位精度和易产生虚假目标的问题。     

多约束条件下MIMO雷达自适应波形设计方法

针对当前面向多输入多输出(MIMO)雷达目标估计性能的波形设计无法同时满足系统对检测性能要求的问题,提出了多约束条件下MIMO雷达自适应波形设计方法。该方法根据已知的目标和噪声先验信息,以衡量雷达检测性能的信噪比和能量作为约束条件,以最大化目标与接收回波间的互信息作为目标进行波形设计,并通过建模将所提的非凸问题转化为一个标准的凸问题进行求解,最终获得MIMO雷达的优化波形。同时,考虑到噪声协方差矩阵对模型求解的影响,在波形设计时分为白噪声和色噪声两种情况进行分析处理。仿真表明:根据所提方法设计的波形在满足雷达检测性能基本要求的同时提高了目标的估计性能。     

多输入多输出天波超视距雷达多模杂波抑制的改进最小方差无失真响应算法研究

多输入多输出天波超视距雷达(MIMO-OTHR)通常利用最小方差无失真响应(MVDR)波束形成来抑制接收回波中的电离层多模杂波对目标探测的影响。由于MIMO-OTHR的全向性发射、杂波噪声协方差矩阵估计不准确以及有限相干积累时间内训练样本数过少,使传统MVDR输出信杂噪比(SCNR)较低。对MIMO-OTHR中的MVDR算法进行改进,以改善其多模杂波的抑制能力。利用2阶锥规划进行发射波束域预处理,将发射能量集中到主模式角度;在阵列接收端进行阵列平滑,抑制主模期望信号,提高杂波噪声协方差矩阵估计精度;利用MVDR波束形成双迭代算法,降低对计算量与训练样本数的需求。仿真结果表明：改进MVDR算法可有效抑制多模杂波;以较少训练样本及较小计算量,可以获取更高的输出SCNR.     

共享频谱雷达恒模发射波形设计方法

针对射频频谱环境日益拥挤、频谱利用率不高的问题,提出了利用凸优化结合迭代算法设计共享频谱雷达恒模发射波形的方法。该方法首先对雷达发射波形施加约束来控制波形特性,在恒模约束、相似性约束及频谱兼容性约束下,将非凸问题模型松弛为凸问题求解,然后提出利用高斯随机化方法寻找优化信号,并将此时求得的信号进一步添加相似性约束,再利用迭代算法寻找效果更好的波形序列。仿真结果表明,该方法得到的优化信号在指定频段频谱能量下降明显,效果理想,能够很好地实现雷达与通信共享频谱。     

机载MIMO雷达发射波形和接收滤波器组联合稳健设计方法

针对机载多输入多输出(MIMO)雷达在杂波环境下波形设计时目标先验信息未知的问题,提出了发射波形和接收滤波器组联合稳健性设计方法。该方法在设计阶段以最大化最差情况下的信干噪比(SINR)为准则,对波形同时施加了能量约束、相似性约束和峰均比约束,并针对这一复杂非凸联合优化问题,提出了循环迭代算法,在每次迭代过程中通过凸近似处理将非凸优化问题转化为可解的凸优化问题,再通过可行点追踪连续凸近似算法(FPP-SCA)直接求出波形的解。仿真结果表明,在目标先验信息未知时该方法具有稳健性并能显著提升SINR,另外与现有算法对比具有更低的运算复杂度。     

匹配滤波器失配下的双基地多输入多输出雷达多目标角度估计

提出了基于匹配滤波器失配的双基地多输入多输出（MIMO）雷达多目标角度估计算法。建立了存在时延、多普勒频率补偿误差情形下的双基地MIMO雷达模型。采用交替迭代的思想,将发射角、时延补偿误差和多普勒频率补偿误差的参数估计问题转化为一个二次规划问题并求解出发射角。用ESPRIT算法估计目标的接收角,并且实现了收发角度的自动配对。仿真实验证明了ESPRIT算法的有效性。此外在附录中推导了本文信号模型下的克拉美罗界。提出了基于匹配滤波器失配的双基地多输入多输出（MIMO）雷达多目标角度估计算法。建立了存在时延、多普勒频率补偿误差情形下的双基地MIMO雷达模型。采用交替迭代的思想,将发射角、时延补偿误差和多普勒频率补偿误差的参数估计问题转化为一个二次规划问题并求解出发射角。用ESPRIT算法估计目标的接收角,并且实现了收发角度的自动配对。仿真实验证明了ESPRIT算法的有效性。此外在附录中推导了本文信号模型下的克拉美罗界。     

基于二阶锥规划的相干信号宽零陷自适应波束形成

针对传统自适应波束形成器在相干干扰位置出现快速变化时,输出性能下降,甚至干扰抑制失效的问题,提出了一种基于二阶锥规划(SOCP)的相干信号宽零陷自适应波束形成算法。该算法首先对接收数据协方差矩阵进行Toeplitz重构,然后重构了干扰加噪声协方差矩阵并对其进行零陷展宽处理;接着在保证期望方向波束无失真前提下,约束主瓣宽度和旁瓣电平,使得波束形成器干扰和噪声的输出功率最小;最后将该问题转化为凸优化中的二阶锥规划问题,并使用凸优化工具箱进行快速求解。仿真实验表明,该算法可以在兼顾全部阵列性能指标的前提下,在相干干扰区域形成宽零陷。     

基于通道参数估计的多输入多输出雷达定位

针对统计MIMO雷达定位精度和目标分辨力不高的现状,提出基于收发通道参数估计的高精度MI-MO雷达定位方法。与传统做法不同,该方法采用共轭信号延迟发射模式,处理回波数据时首先估计MIMO雷达虚拟通道的系数,再利用估计结果修正目标参数估计模型,对目标实施定位。理论分析和仿真结果均表明:该方法极大地提高了统计MIMO雷达的定位精度和目标分辨能力,充分开发了大间距配置MIMO雷达参数估计的潜能。     

与常规相干和扩谱雷达兼容的半主动导弹导引头电路

该电路能在导弹中产生如二进制相位编码伪噪声信号等雷达波形,该波形或其它类相干波形再发射回雷达.伴随着预期目标回波的这种信号由雷达信号处理机进行处理,所发射波形应进行适当修正,以保证(?)弹导引头电子装置反射目标信号的最佳处理。由于导弹是向地面雷达发射信号而不是直接接收地面雷达信号,因此,导弹无需在雷达波束内飞行。这将简化与半主动导引头有关的制导问题。     

MIMO雷达二维低复杂度MUSIC测向算法

基于单基地MIMO雷达收发天线共址特性,提出一种二维低复杂度MUSIC测向算法。该算法通过构造交换矩阵和降维矩阵,有效去除MIMO雷达收发联合处理过程的冗余信息,大大降低协方差矩阵的维度。仿真结果表明,该算法的低复杂度特性随阵面天线阵元数的增多越来越显著,同时具有和原MUSIC算法相近的角度估计性能,甚至在低SNR时能获得更高的估计性能。     

非理想条件下分布式MIMO雷达目标检测

针对任意波形相关、任意阵列配置情况下分布式MIMO雷达目标检测问题,提出了一种基于Cholesky分解的MIMO雷达检测器;首先分析了分布式MIMO雷达回波的相关性,并给出了任意阵列配置时MIMO雷达检测算法;同时,为了解决发射波形相关矩阵出现奇异性导致无法获得检测统计量的问题,提出了基于Cholesky分解的分布式MIMO雷达检测方法,给出了统一框架下的检测统计量表达式,推导了虚警概率和检测概率的近似解析式;研究得出:在低信噪比情况下,相关性越大,检测性能越好;在高信噪比时,相关性越小,检测性能越优;最后数值仿真验证了理论分析的有效性和正确性.     

双基地多输入多输出雷达收发四维角联合估计

基于收发分置双L型阵多输入多输出雷达,提出了利用阵列接收数据的互相关去噪特性,进行目标辐射源收发四维角高精度联合估计的新方法。通过对匹配滤波后的阵列接收数据进行重构和互相关操作,可有效消除空间噪声影响,提高角度测量精度。将收或者发二维角的联合估计转化为两个一维估计,且只需对低维度矩阵进行特征分解,减轻了运算负担。利用特征值求取收或者发俯仰角,利用相应的特征向量构造出的虚拟阵列响应矩阵求取与其自动配对的收或者发方位角。仿真实验表明,该算法以较低的运算复杂度,实现了对空域多目标收发四维角的准确估计,估得的收或者发二维角能够自动配对,在低信噪比和短采样数据情形下,具有优良的角度估计性能。     

一种新的临近空间MIMO雷达的空时自适应处理方法

针对多输入多输出（MIMO）雷达动目标显示（MTI）中均匀密布阵列性能较差、稀疏阵列会导致栅瓣,进而出现盲速和一定尺寸平台上天线长度受限的问题,提出了以降低最小可检测速度(MDV)为准则的MIMO雷达天线阵列优化设计方法。结合具有良好自相关和互相关性能的二相编码正交信号,改善了尺寸受限平台上MIMO雷达的STAP性能;仿真比较分析了不同天线阵列结构时的空时自适应处理（STAP）性能,验证了该方法的有效性。     

基于2阶锥规划的雷达干扰宽带数字波束形成优化设计

针对现有宽带数字波束形成方法在雷达干扰技术领域的工程应用中存在适用信号单一、干扰效果差、实现难度高等缺点,采用一种基于2阶锥规划(SOCP)理论的雷达干扰宽带数字波束形成方法,在波束形成器的每个阵元通道各自使用1个对应的宽带有限长单位冲激响应滤波器对待发射宽带干扰信号进行整体幅相调制。为获得最佳滤波器系数,采用线性约束最小功率准则对波束形成器进行设计及优化。通过消除旁瓣约束式的频率依赖性,并将滤波器系数求解问题的解析形式转化为相应的SOCP形式,降低了优化难度。仿真结果表明,该方法可以较好地解决相应约束条件下雷达干扰宽带数字波束形成优化设计问题。     

一种双基地MIMO雷达的相关目标定位方法

多输入多输入（MIMO）雷达是最近几年提出来的一种新体制雷达,在探测目标空间位置时,若空间目标相关,很多算法将会失效。针对该问题,提出一种双基地MIMO雷达的相关目标定位方法,通过在MIMO雷达的发射端和接收端构造虚拟阵列,从而实现空间相关目标信号的解相关,得到空间目标正确的位置,且估计参数自动配对。该方法避免了阵列孔径损失,估计精度高。理论分析和计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于RD-SRT的TR MIMO雷达DOA估计算法

针对时间反转MIMO雷达多重信号分类算法计算量庞大的问题,提出一种基于降维子空间旋转变换技术的多目标波达角估计算法。首先,通过采用降维思想对TR MIMO回波信号进行降维处理,来减少计算量; 然后,为构造旋转变换矩阵,对噪声子空间按行分块并取其逆矩阵; 最后,利用该逆矩阵对噪声子空间矩阵旋转变换,得到低维子空间矩阵,对比导向矢量构造谱函数估计目标的角度信息。相对于传统的MUSIC算法,该算法降低了噪声子空间的维度,大大降低了计算量,而且具有更高的目标分辨率。     

相位编码准连续波雷达回波遮挡问题及解决方法研究

研究了相位编码准连续波雷达中存在的回波遮挡问题，从波形设计和码型设计两个方面给出了解决方案。在波形设计方面，提出了一种脉内长短码结合的波形设计方法，不仅能够解决近距离回波严重遮挡的问题，而且能对近距离和远距离进行同时探测。在码型设计方面，提出了基于脉间码型捷变的旁瓣抑制方法。理论分析与仿真结果表明，该方法在回波遮挡的情况下仍然具有较好的旁瓣抑制效果，适合于低重频长序列相位编码准连续波雷达。     

基于MIMO雷达的舰载反导探测系统构成方案

针对目前舰载防空雷达对近程目标检测和抗干扰能力弱,探测数据率低等问题,介绍了MIMO雷达的多输入多输出技术工作原理,分析了MIMO雷达在舰载反导探测方面具有独特的优势,提出将MIMO雷达用于舰载反导探测系统的构成方案,最后验证了该方案能够有效提高反导探测系统对低空掠海小目标的探测能力,对于提高水面舰艇的生存能力具有重要的意义。