基于MIMO雷达的相干分布式目标 参数估计Cramer-Rao下界

 本文研究了MIMO雷达对相干分布式目标参数估计的Cramer-Rao下界(CRB).首先,给出相干分布式目标的MIMO雷达信号模型,推导出目标参数估计CRB的一般关系式;然后,给出在一个分布式目标、点目标和目标部分信息已知等特殊情况下的CRB;其次,讨论了MIMO雷达CRB的性质;最后,进行计算机仿真试验,研究不同条件下的MIMO雷达性能.结果表明由于具有避免波束形状损失等优点,MIMO雷达对相干分布式目标的参数估计CRB性能优于普通相控阵雷达.本文的研究揭示了MIMO雷达的相干分布式目标参数估计性能.     

一种新体制雷达：MIMO雷达

本文基于通信中的多输入多输出（MIMO）技术介绍了统计MIMO雷达的基本思想。统计MIMO雷达和其它阵列雷达系统的根本区别在于后者希望最大化相干处理增益，而统计MIMO雷达则利用目标散射的空间分集特性来改善雷达性能。     

MIMO雷达技术发展综述

多输入多输出(MIMO)雷达是通过多个发射端发射特定波形,多个接收端接收各路散射信号并进行联合处理的新体制雷达系统。文中综述了MIMO雷达的技术发展历程,主要介绍了两种典型的MIMO雷达体制及MIMO雷达性能的优越性,总结了MIMO雷达关键技术和实验系统的研究进展,并对MIMO雷达的未来发展进行了思考和展望。     

MIMO雷达的相干脉冲串检测性能

该文基于Swerling I和Swerling II目标模型,在Neyman-Pearson准则下,研究空间分集MIMO(多输入多输出)雷达发射相干脉冲串时的检测方法和性能。该文的检测方法及性能为MIMO雷达和传统雷达提供了一个统一的框架。仿真结果表明,随着相干脉冲串数目的增加,目标的检测性能更好;同时,与传统雷达不同,空间分集MIMO雷达对Swerling I型目标的检测性能优于Swerling II型目标。     

相干MIMO雷达无模糊区面积缩小问题与优化扩展技术研究

在时延-多普勒平面上, 无模糊区面积决定雷达距离模糊与距离杂波折叠特性以及多普勒模糊与多普勒频率混杂特性.文章首次从理论上证明, 采用N个波形的相干多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达存在无模糊多普勒缩小现象, 在一定条件下缩小为单输入-多输出(Single-Input Multi-Output, SIMO)雷达无模糊多普勒的1/N, 导致该雷达无模糊区面积缩小为SIMO雷达的1/N, 并给出了仿真实例.无模糊区面积缩小将导致雷达在杂波环境下性能下降.对此, 提出了将相干MIMO无模糊区面积扩展到与SIMO雷达相等的波形设计技术, 并给出恢复实例, 解决了采用N个频率波形的相干MIMO雷达无模糊区面积缩小的基础性问题.     

MIMO雷达非均匀布阵的性能分析

多输入多输出（MIMO）雷达是一种新体制雷达,它在发射端发射正交信号,从而产生虚拟阵元,扩大阵列孔径,在DOA估计、参数识别等方面的性能较相控阵雷达有很大提高。而目前有关MIMO雷达中虚拟阵元的讨论都以均匀线阵（ULA）为基础,并与相控阵雷达的性能进行比较。丈中在ULA的基础上,研究了非均匀线阵（NLA）,研究结果表明,非均匀线阵产生了更多的有效虚拟阵元,与相控阵雷达和ULA布阵MIMO雷达相比．具有更多的空间自由度、更好的克拉关·罗界和更好的DOA性能。     

一种有效的MIMO雷达相干信源波达方向估计方法

提出了一种基于接收数据样本复用的MIMO雷达相干信源波达方向估计方法.算法利用MIMO雷达发射波形的分集以及MIMO雷达收、发阵列之间的对偶性,对MIMO雷达回波数据矩阵进行了样本复用以等效地增加样本数量,获得基于发射阵和基于接收阵的虚拟子阵接收信号.利用各个子阵之间的平移不变特性计算空间平滑之后的协方差矩阵,提高了相...     

双基地MIMO雷达相干分布式目标快速角度估计算法

该文提出一种基于双基地MIMO雷达的相干分布式目标快速角度估计算法。建立了双基地MIMO雷达相干分布式目标信号模型;然后,基于该信号模型证明了相干分布式目标导向矢量具有Hadamard积旋转不变性;最后,利用该特性得到了对目标2维收发中心方位角的估计。分析表明：该算法无需搜索,参数配对简单,能有效降低算法的计算量;由于没有对相干分布式目标的角信号分布函数做固定的假设,所以该算法适用于具有不同角信号分布函数或角信号分布函数未知的情况,具有较强的稳健性。计算机仿真结果证明了该文算法的正确性和有效性。     

MIMO雷达技术及其应用分析

MIMO雷达是近年来引入雷达领域的一种新体制雷达。在对MIMO雷达的基本研究现状进行总结后,首先介绍了这种新体制雷达的工作原理,讨论了MIM0雷达的并行多通道空间采样能力,而后着重阐述了该雷达体制的空间分集和虚拟阵元技术,并分析了它们潜在的技术优势。提出了将MIM0雷达技术与现有雷达系统相结合的应用路线,它能够有效解决现有雷达系统中的一些固有难题。最后,通过MIMO阵列成像雷达与MIMOSAR两种应用系统论证了MIMO雷达的技术优势和应用价值。     

MIMO雷达原理及关键技术分析

在对MIMO雷达基本原理进行概述的基础上,重点分析了MIMO雷达设计时所涉及的主要关键技术,对关键技术实现的途径及常用方法进行了讨论和分析,最后提出了还需进一步研究的方向和主要内容。     

集中式MIMO雷达阵列信号处理技术研究

根据集中式多输入多输出雷达信号模型,给出了其阵列信号处理的处理流程。该文对频率编码正交信号的阵列信号处理方法进行了研究。基于该正交信号的信号模型,针对其互相关及自相关性能讨论了信号参数关系。进而研究了在处理中需关注的运动补偿、接收波束展宽、发射波束合成宽带等问题。文中分析了该正交信号阵列通道误差,给出了误差校准方法,并进行仿真验证,说明了方法的有效性。最后给出了详细的处理流程,并对主要的处理运算量进行了评估,对工程应用有指导意义。     

基于MIMO雷达信号模型的天线方向图研究

针对多输入多输出(MIMO)雷达的信号模型,对比了多种不同类型雷达的天线方向图。首先,建立了MIMO雷达的发射-接收信号模型,推导了波束形成方法,获得了模型的天线方向图;然后,分析并对比了MIMO雷达、相控阵雷达和合成孔径雷达的天线方向图;最后,结合仿真试验,总结了不同类型雷达的天线方向图的特点。     

机载分布式相干MIMO雷达的杂波谱分析

以多载频矩形脉冲信号为发射信号,建立了机载分布式相干MIMO雷达的杂渡模型;给出了经典的杂波功率谱估计方法和杂波自由度估计规则;仿真分析了多载频频率步进和不同误差条件下的最小方差（MV,minimum variance）杂波谱和杂波特征谱.仿真及分析结果表明：机载分布式相干MIMO雷达的杂波具有空时二维斜对角分布特性;杂波起伏、载机偏航均会使杂波谱展宽及杂波自由度增大;多载频频率步进的增长导致杂波去相关.     

Coherent angle estimation based on Hankel matrix construction in bistatic MIMO radar

In this article, a novel coherent angle estimation method is proposed for bistatic multiple-input multiple-output radar. First, a decorrelation operation is taken by constructing a Hankel block matrix whose rank equals the number of coherent targets and is independent of the coherency between these targets. Therefore, the signal and noise subspaces of the Hankel block matrix can be estimated properly. Then, in conjunction with the ESPRIT algorithm, the shift invariance properties of the transmit and receive arrays are exploited to estimate the angles of coherent targets with automatic pairing. The numerical simulations demonstrate its validity.     

MIMO雷达与相控阵雷达的多脉冲检测性能比较

MIMO雷达是近几年发展起来的一种新体制雷达,由于同时采用了空间分集与信号分集技术,它表现出了许多不同于传统雷达的特性。该文着重研究了MIMO雷达与传统相控阵雷达多脉冲条件下的检测性能,建立了两种体制雷达多脉冲条件下的目标检测模型,理论给出了两种体制雷达对时间上服从快、慢起伏目标的检测门限和检测概率表达式,同时通过对两种目标模型下MIMO雷达和相控阵雷达的多脉冲理论检测性能的对比分析。     

长基线统计MIMO雷达检测性能研究

为了充分利用统计多输入多输出(MIMO)雷达的空间分集能力,研究了长基线(天线间距与目标探测距离可比拟)统计MIMO雷达的检测方法和性能。首先,根据雷达方程给出了长基线统计MIMO雷达探测目标时各信道的信号模型;然后,根据Neyman-Pearson准则推导了长基线统计MIMO雷达的似然比检测器;最后,从检测概率和威力覆盖两个方面对长基线统计MIMO雷达的检测性能进行了仿真分析。仿真结果表明:在一定条件下长基线统计MIMO雷达的检测性能优于短基线(天线间距与目标探测距离相比可忽略不计)统计MIMO雷达。研究结果对统计MIMO雷达的系统设计、天线布置和实际应用等研究具有重要的参考价值。     

机会阵雷达系统架构与关键技术分析

机会阵雷达是一种以数字阵列雷达为基础、采用阵元共形随机分布和无线通信技术的新概念雷达。与传统雷达相比,其在隐身性、角分辨率、可重构性、鲁棒性、生存能力、低成本实现等方面有着显著的优势,因此在军事上有着广阔的应用前景。以"机会性"概念为核心,介绍了机会阵雷达的基本原理、系统架构和关键技术。并针对系统的技术瓶颈进行了深入分析,给出了现有技术条件下的解决方案。最后对机会阵雷达的优势和应用前景进行了展望。     

基于FM广播的MIMO无源雷达性能分析

分析了MIMO雷达和无源雷达特点,建立了基于FM广播的无源MIMO雷达系统模型,基于奈曼-皮尔逊(Neyman-Pearson)准则分析比较了MIMO雷达和相控阵雷达的探测性能,并给出了仿真研究结果。MIMO雷达的分集增益,能有效得克服目标闪烁引起的RCS的波动和多径干扰,提高目标的检测概率。文中的研究工作为改善无源雷达探测性能进行了有益的探索。