MIMO雷达技术及其应用研究

随着科学技术的迅速发展,雷达技术水平的不断提高。MIMO雷达作为一种新体制雷达,在遥感、导航、资源探索、气象预报、天体研究等民用领域和国防等领域被广泛应用,并且充分发挥了其积极的作用。文章从MIMO雷达概述入手,就其技术和应用进行了详细的探究。     

网络雷达及其MIMO状态分析

介绍了网络雷达的组成及工作原理，重点分析了其MIMO（多输入多输出）状态，指出网络雷达采用MIMO技术，其抗雷达信号截获、目标RCS起伏等性能有了较大改善。     

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。     

MIMO雷达概念及其技术特点分析

多输入多输出（MIMO）雷达是近年来出现的一项新的雷达技术．论文在对MIMO雷达概念和发展过程作了简单描述后，首先对基于发射分集的MIMO雷达系统原理作了详细介绍，分析了其在抗雷达信号截获、强杂波中弱目标检测、低速目标检测等方面的性能改善，指出了其可能的应用方向．论文接下来对收发全分集的MIMO雷达构成原理进行了讨论，给出了目前已取得的初步理论结果和仿真实验结果，说明了其在目标检测、目标参数估计、目标识别和分辨等方面具有的良好性能．论文最后对两种MIMO雷达体制进行了分析比较，讨论了二者的特点和目前的可实现性，指出了待解决的理论问题和实现中的技术问题．     

基于遗传算法的非均匀线阵MIMO雷达阵元分析

多输入多输出(MIMO)雷达在发射端发射正交信号,产生虚拟阵元,扩大阵列孔径,性能较传统的雷达有很大提高。目前有关MIMO雷达的虚拟阵元研究大都是基于均匀线阵的,而采用非均匀线阵能产生更多有效虚拟阵元。在非均匀线阵中,不同的阵元摆放方式产生的有效虚拟阵元数通常是不同的。本文用遗传算法对非均匀线阵中阵元的位置进行了优化,实验结果证明该方法能获得很高的有效虚拟阵元数。     

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。     

基于APC技术的空间分集MIMO雷达目标检测

为有效地抑制样本随机性的影响,改善MIMO雷达的检测性能,通过分析已有的基于迭代最小均方误差(RMMSE)估计和迭代最大化输出信噪比(RMSNR)准则的APC技术,指出样本随机性是影响以迭代APC技术为基础的检验统计量检测性能的重要因素。提出基于RMMSE和RMSNR的多通道多脉冲平均APC(MMA-APC)技术,并以此为基础构造检验统计量。基于自适应脉冲压缩(APC)技术研究了空间分集MIMO雷达相参脉冲串条件下的目标检测问题。     

MIMO雷达基于子阵的波束形成性能分析

MIMO雷达是近几年发展起来的一种新体制雷达,已成为雷达领域中的研究热点。结合机载MIMO雷达在采用子阵级阵列处理时遇到的栅瓣问题,本文介绍了规则子阵划分方法,将时分虚拟技术应用到MIMO雷达中,引出时分虚拟重叠发射子阵技术,分析了不同划分方法下的波束形成并给出仿真结果和分析结论,得到一些有用结果。对当前研究的机载MIMO雷达子阵划分及栅瓣抑制问题有一定意义。     

发射分集MIMO雷达融合成像处理方法

发射分集MIMO雷达具有潜在的高分辨成像能力,但成像时存在高旁瓣问题。为分析它的成像性能,该文首先建立了发射分集MIMO雷达的成像模型。通过空间频谱的支撑区分布,阐明了分集成像的高分辨性能,并着重分析了其旁瓣特性。基于谱外推的思想,提出了一种发射分集MIMO雷达融合成像处理方法,该方法能够实现MIMO雷达高分辨成像同时具有良好的旁瓣性能。仿真实验验证了该文所提方法的有效性。     

MIMO雷达目标空间和频率散射多样性研究

该文利用2维圆形散射点模型,研究了窄带频率和空间分集MIMO雷达接收通道中的目标回波的统计特性,结果表明目标回波信号本身服从高斯分布,目标回波信号之间的相关系数是等效频率间隔和目标尺寸的函数,空间分集雷达和频率分集雷达的区别在于等效频率间隔的定义。基于散射点模型的数值试验表明该相关系数是有效的。     

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。     

基于空间谱域填充的MIMO雷达成像研究

 雷达成像需要获得目标空间谱域一定范围和密度的采样以重建目标图像,目标空间谱域的填充方式与雷达成像的质量有直接关系.论文首先阐述了MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达收发信号模型的空间卷积效应,基于电磁逆散射原理,推导出一种MIMO雷达成像方法,详细论述了成像性能与空间谱域填充的关系.讨论了收/发阵列配置对空间谱域填充的影响,得到阵列排布的基本准则,最后对成像算法的有效性和理论分析结果进行仿真验证.     

分集通道相关时MIMO雷达的检测算法

多输入多输出(MIMO)雷达利用波形分集或空间分集提高雷达性能,目标回波散射系数是全相关或者独立完全取决于阵列系统配置。然而,在有些情况下,雷达阵列系统配置导致散射系数部分相关,从而使MIMO雷达的检测性能受到影响。针对上述问题,文中研究了基于尼曼-皮尔逊准则下分集通道相关时MIMO雷达检测算法,推导检测概率与虚警概率的近似解析表达式,分析了分集通道相关性对MIMO雷达检测的影响。仿真结果验证了该算法的有效性。     

对MIMO雷达的干扰构想

多发多收雷达(MIMO),最近在新型雷达中谈论较多,它具有多发多收的能力,既有好的抗干扰性能,又有较好的发现隐身飞机能力等.由于只看到一些材料或文章,没有看到实际的设备,因此对MIMO雷达只能做一些干扰构想.文章从对抗的角度出发,把各种雷达分为不同类型,并指出它们共同的弱点,MIMO雷达也不例外,也是可以被干扰的.文中提出了MIMO雷达的组成构想示意图,列出了它可以利用多频段和目标特性发现隐身飞机的能力.举例分析了自卫干扰机对MIMO雷达干扰方程、干扰所需的等效功率;分析了掩护式干扰机对MIMO雷达的干扰方程、所需的干扰等效功率,并绘制了对MIMO雷达的干扰机原理框图,指出对MIMO雷达干扰系统研制的难度等.     

MIMO雷达进展及其应用研究

国际上主要对两种体制MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output)雷达进行研究。一种称为统计MIMO雷达,另一种称为相参MIMO雷达。本文从MIMO雷达的起源开始,通过比较MIMO雷达布阵,讨论了统计MIMO雷达和相参MIMO雷达的区别与联系,根据MIMO雷达技术的发展趋势,结合我国雷达探测实际应用背景,提出了今后MIMO雷达应用方向。     

观测通道相关时MIMO雷达的检测性能

针对MIMO雷达的各观测通道相关情况下单目标回波检测问题,通过对回波通道系数的协方差矩阵特征分解,利用特征函数与概率密度函数间的特性,得到通道相关时MIMO雷达检测方法。通过数值仿真表明：观测通道的相关性会降低MIMO空间分集能力,在高信噪比时,MIMO雷达的检测性能随着观测通道相关性的增强而恶化。而在低信噪比时,观测通道的相关性能够改善检测性能。     

MIMO阵列雷达检测器的性能分析

 本文提出了一种适用于MIMO阵列雷达系统的空域降维检测器,该检测器先将接收到的观测矢量按所对应的不同分集波形分别在接收阵列上进行空时自适应Capon滤波,然后基于各个分集波形的滤波输出设计CFAR检验统计量,从而避免了在高维虚拟阵列上进行完全自适应处理而带来的高计算复杂度和对训练数据量的过分需求.理论推导表明,在大杂噪比条件下,该检测器可等价地表述为各个分集波形自适应Capon滤波输出结果的相参积累与非相参积累之比.同时,大杂噪比条件下的检测性能分析表明,随着波形分集数的增长:当各发射阵元辐射功率一定时,该检测器的检测性能逐渐接近完全自适应CFAR检测器,而计算复杂度以及对训练数据的需求几乎不变;而当总发射功率一定时,其检测性能先是快速增长,然后呈阶梯式缓慢增长,且存在性能上限.这些结论对于MIMO阵列雷达系统设计来说具有一定的指导意义.     

MIMO雷达性能分析

研究了MIMO雷达目标位置回波的模糊函数.比较了相关目标模糊函数和非相关目标模糊函数的性能,介绍了MIMO 雷达回波信号模型的基本原理.仿真证明,对于MIMO雷达相关处理性能优于非相关处理性能,能提高目标位置估计的分辨力.采用相关处理模糊函数的定位仍受噪声影响,对均方定位误差性能进行了分析.