一种空时联合优化的MIMO雷达波形设计方法

针对多输入多输出(MIMO)雷达波形设计中空域合成信号的时域特性较差的情况,提出了一种空时联合优化的MIMO雷达波形设计方法．该方法在波形设计中对波形的空域功率分布以及空域合成信号的自相关特性进行了联合考虑．基于空域信号的自相关旁瓣电平以及各阵元信号间的相关性,对集中式MIMO雷达的正交波形设计与具有特定方向图的波形设计建立了统一的优化模型,并采用序列二次规划方法与加权迭代方法求解．仿真结果表明,文中所设计的波形不仅能够很好地逼近期望方向图,而且空域合成信号具有较好的自相关特性．     

MIMO雷达中的DFCW设计及性能分析

发射信号的正交性好坏是多输入多输出(MIMO)雷达实现的关键,正交离散频率编码波形(DFCW)是MIMO雷达可以利用的正交信号。该文首先分析了DFCW的互模糊函数,在此基础上,对自相关峰值旁瓣及互相关峰值旁瓣电平进行了分析,提出了采用遗传算法对其进行优化,得到了具有更低互相关峰的DFCW。然后将优化得到的DFCW应用于MIMO雷达系统进行仿真分析。通过对信号互相关仿真及对目标回波信号匹配滤波仿真对理论分析进行了验证,证明了理论分析的正确。     

MIMO雷达正交相位编码信号的代数设计方法

针对多输入多输出雷达正交相位编码波形设计中数值优化方法计算量和存储量较大、效率较低的问题,提出一种代数理论设计方法．首先利用逆归约相乘法求解产生序列族所需的多项式;然后构造以该多项式为特征多项式的线性迭代方程,并通过线性移位寄存器求解而获得序列族;最后将该序列族映射为信号码集从而完成波形设计．仿真结果表明,该方法设计的波形恒模,并且具有低的自相关峰值旁瓣电平和互相关峰值电平．与数值优化方法比较,码集序列数量大,波形产生速度快．     

采用OFDM-LFM的MIMO雷达高速目标波形设计

单基地多输入多输出雷达由于其宽发射波束的特性而能有效解决目标高速运动跨越发射波束带来的能量损失问题;但是现有波形对速度容忍性较差,高速目标回波匹配滤波能量损失较大．因此,有必要研究适用于高速目标背景下的多输入多输出雷达波形． 文中提出了一种基于正交频分复用线性调频信号的多输入多输出波形． 该波形不同发射通道分时复用一组不同频段的线性调频信号,从而得到带宽相同的可分离多路多输入多输出雷达波形． 仿真结果表明,文中设计的多输入多输出雷达波形能有效降低高速目标回波匹配滤波的能量损失,适用于高速目标背景．     

互相关干扰下的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法

MIMO雷达各阵元发射波形之间一般不完全正交,用传统脉冲压缩方法处理会导致较高距离旁瓣电平,进而影响检测性能.在建立单站MIMO雷达回波模型的基础上,以最大化系统输出信号与干扰噪声比为准则,提出了一种基于迭代思想的MIMO雷达自适应脉冲压缩方法.该方法利用对目标距离像信息的多次估计值,自适应地对距离旁瓣、互相关干扰和噪声进行抑制.仿真实验表明,针对发射多相编码信号的MIMO雷达,该算法可以显著降低距离旁瓣,且在目标运动和多目标情况下也优于传统处理方法.     

MIMO雷达正交频分LFM信号设计及性能分析

多输入多输出(MIMO)雷达是最近提出的新的雷达技术,在发射端全向发射正交信号,在接收端对接收信号进行匹配滤波处理来恢复发射信号分量,因而信号的正交性好坏是MIMO雷达实现的关键。该文分析了正交频分线性调频(OFDLFM)信号的互模糊函数,对互相关峰值旁瓣电平出现的位置及幅度大小进行了分析,给出了最小化OFD-LFM信号间互相关影响的参数之间的关系。通过对信号互相关的仿真结果及对目标回波信号匹配滤波的仿真结果,证明了理论分析的正确性。     

一种渐进理想的混沌序列及其性能分析

对一种新型的渐进理想的混沌映射模式,从扩频通信对扩频序列的要求出发,详细分析了该映射产生的混沌序列的自相关、互相关特性,偶互相关、奇互相关特性,以及自相关旁瓣均方根、互相关均方根和平衡性.计算机仿真结果表明:该映射产生的混沌序列具有良好的各种相关性和平衡性,并具有复杂的折叠映射模式和众多的序列个数.因此,适合应用在CDMA(Code Division Multiple Access)通信系统中.     

多径衰落信道下MIMO OFDM系统的定时同步算法

提出了一种多径衰落信道下多输入多输出正交频分复用(MIMO OFDM)系统的定时同步算法.算法将恒幅零自相关码作为训练序列,每根发射天线采用修正的循环延迟序列,在接收端分别计算本地序列和接收信号的互相关和接收信号的对称自相关,再将二者结合起来以确定定时位置.为了对抗多径信道中第1径不是最强径的情况,还采用了多径后向搜索技术,并利用可变阈值进行判决,以改善同步性能.通过仿真对算法在加性高斯白噪声信道和多径信道下的性能进行了验证和比较.     

阵元利用率最高的MIMO雷达阵列结构优化算法

提出了一种多输入多输出雷达阵列结构优化新算法．首先要求在实际物理阵元数最少的条件下能够在接收端获得尽可能多的有效虚拟阵元数,即系统总的物理阵元利用率最高; 然后约束多输入多输出雷达的虚拟阵列满足最小冗余阵的要求,从而提高系统的分辨率并克服栅瓣和高旁瓣的影响．理论分析和算法求解结果都表明,该算法优化出的多输入多输出雷达阵列是收发为同一阵列的非均匀线阵,在物理阵元总数相同的条件下,较其他阵列结构具有更好的波束性能．     

关于组合巴克序列的相关性能研究

通过计算机编程,对现有９个巴克序列作了全部的组合实验,得到全部组合序列的非周期自相关函数值和对应的二相编码信号的自相关函数。通过对编程结果的分析,得到组合巴克序列旁瓣分布的规律性结论,并提出组合巴克序列分类方法。     

双基地MIMO雷达波形解相关算法

The auto-correlation and cross-correlation properties of transmit waveforms have great effects on the performance of MIMO radar systems. However, it is difficult to design waveforms that have ideal auto-correlation properties as well as cross-correlation ones. In this paper, an MMSE based waveform de-correlation algorithm is proposed to cancel the effects of the auto-correlation and cross-correlation of transmit waveforms in the receiver. The received signal model of bistatic MIMO radars is first derived. Then, the de-correlation filters are derived by using the MMSE method to reduce the influences of colored noise enhancement. Finally, the polynomial expansion method is used to simplify the computational complexity of the proposed de-correlation filters. The performance of the proposed method is verified by applying it to bistatic MIMO radar multi-target localization. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

MIMO radar waveform design method via low sidelobe beampattern modification

In the design of the multiple-input multiple-output(MIMO) radar waveform, decreasing transmit beampattern sidelobes could reduce the energy of clutters and false targets from sidelobes and increase the received signal to noise ratio (SNR) so as to improve the angle estimation property. Motivated by this idea, a transmit waveform design method based on low sidelobe beampattern modification is proposed for MIMO radar. First, the transmit waveform cross-correlation matrix can be obtained by the semidefinite relaxation (SDR) technique. Then the essence of our method is to establish an optimization modification model to reduce the beampattern sidelobe by changing the non-diagonal elements of the waveform cross-correlation matrix. Finally, the corresponding transmit beamforming weight matrix is obtained by this modified matrix, and the ESPRIT algorithm is used for the direction of arrival (DOA) estimation. Meanwhile, the feasibility of our method is demonstrated. Simulation results show the superiorities of our method in sidelobe suppression, DOA estimation accuracy and angle resolution.     

MIMO雷达发射方向图匹配和波形优化方法

为了匹配MIMO雷达系统给定的发射方向图,采用半正定规划(SDP)来优化发射信号的协方差矩阵．基于该协方差矩阵,利用循环算法(CA)和极小极大法,通过优化波形相位设计出了具有低空域和时域副瓣的恒模发射信号．此外,又提出了用凸规划设计空域失配滤波器和时域失配滤波器的方法,进一步降低了空域和时域副瓣．     

基于循环正交序列和广义AIC的信道估计

设计了一种适合多入多出单载波频域均衡(MIMO-SCFDE)系统的循环正交训练序列,并提出相应的时域信道估计算法．利用训练序列理想的自相关性与互相关性,不仅能够抑制天线间的干扰,而且可以有效降低噪声的方差．在得到时域信道估计的基础上,通过广义Akaike信息准则(GAIC)进一步确定各多径时延值并保留有效子径,从而提高了信道估计的精度．稀疏MIMO信道环境下的仿真结果表明,基于循环正交序列和GAIC的算法能够有效地减少噪声对信道估计的影响,显著降低了信道估计的均方误差．     

OFDM—MIMO相控阵雷达性能分析

采用正交频分调制（0FDM）波形的MIM0相控阵雷达是一种新的MIMO雷达,其可同时实现波形分集和频率分集．与正交相位编码波形不同,OFDM波形中心频率不同,存在特定的差频,使得基于该波形的MIMO雷达信号处理更为复杂．针对这一问题,首先建立了该雷达系统信号模型,推导了子阵间空域相干合成结果,然后,分析了该系统的信噪比、作用距离和抗截获能力,并与传统相控阵雷达进行了比较理论分析和仿真实验结果证实了该系统的优势．     

MIMO雷达波达方向估计的性能分析

针对单基地多输入多输出雷达波达方向估计精度问题,推导了单目标情况下波达方向估计的克拉美罗界．结果表明波达方向估计精度取决于收发阵列的导向矢量以及发射信号的相关矩阵,当发射阵元间距为半波长时,多输入多输出雷达波达方向估计的克拉美罗界在大部分角度范围内优于相控阵雷达．多输入多输出雷达还能够通过增大发射阵元间距来得到更小的克拉美罗界,从而获得远优于相控阵雷达的波达方向估计性能．