一发多收MIMO雷达的目标关联特性

一发多收MIMO雷达结合了集中式和分布式MIMO雷达的工作特点,兼有两种模式的性能优势。接收站可以独立测得发射站角度信息,存在信息冗余,通过加权最小二乘融合可得到高精度的定位结果,这将会使目标关联的结果更加精确。基于T/R-R模式一发双收MIMO雷达,分析了MIMO雷达目标关联的性能,建立了概率模型,推算了正确关联概率和错误关联概率,数值计算和蒙特卡洛仿真结果显示了模型的正确性。最后通过与普通相控阵雷达比较,验证了一发多收MIMO雷达目标关联的性能优势。     

相参积累网络雷达对球形目标检测性能分析

本文研究了总发射功率一定的条件下,相参积累网络雷达四种模式对球形目标检测性能.分析和仿真结果表明网络雷达宜采用MIMO和MW模式,而且MIMO模式随着通道数的增加系统性能增加变慢,MW模式在高信噪比时也表现出同样的特性.     

MIMO雷达信号模型

介绍了为改善雷达性能的一种新概念雷达模型,即多输入多输出(MIMO)雷达,他利用了目标雷达截面积(RCS)在方位上的闪烁。描述了多功能数字阵列雷达如何在常规和MIMO模式下工作的情况。用数字阵列实现强聚焦发射波束(如用于跟踪)和宽的发射照射波束(如用于搜索)。最后试验验证了全景MIMO阵列的优势性能,并给出了MIMO雷达的发展前景。     

MIMO雷达GMTI性能及DOA估计的克拉美·罗界分析

研究了MIMO雷达GMTI 性能及其DOA估计的克拉美·罗界(CRB)。首先建立机载平台下MIMO雷达信号模型,通过对系统参数设置,可使MIMO雷达工作在3种不同模式中。接着分析了MIMO雷达GMTI性能,并推导出了在MIMO雷达空时信号模型下,利用空时联合域信息时DOA估计的CRB。仿真结果表明,无论是GMTI性能还是DOA估计性能,MIMO雷达均优于相控阵雷达,尤其是发射稀疏阵MIMO雷达性能最佳。同时,利用空时联合域信息能有效改善MIMO雷达DOA估计的CRB,在目标多普勒频率相差较大时效果更加明显。     

视频积累网络雷达对SWⅠ目标检测性能分析

网络雷达实现了雷达与雷达对抗的一体化,是雷达系统与雷达对抗系统发展的新趋势。视频积累网络雷达作为多脉冲积累网络雷达的一种重要形式,对其检测性能进行研究具有重要意义。而雷达性能与目标紧密相关,要对雷达性能有一个全面而深刻的了解,就必须对其在不同目标模型时的性能进行研究。文中研究了在总发射功率一定的条件下,视频积累网络雷达多输入多输出(MIMO)模式和MW(Mobile Window)模式对SWⅠ(SwerlingⅠ)目标的检测性能,并在此基础上进行了仿真。结果表明视频积累网络雷达MIMO模式和MW模式对SWⅠ目标检测能力是不同的,为网络雷达工作模式的选择提供了一定的理论基础。     

网络雷达对SwerlingⅡ目标检测性能分析

本文研究了总发射功率一定的条件下,网络雷达四种模式对SWII目标检测性能。分析和仿真结果表明,通道数一定时RPNR检测性能最好,MIMO次之,NR效果最差。MIMO与MW模式的检测性能对通道数的变化不敏感,且脉冲数越多这种趋势越明显。     

色噪声环境下MIMO雷达角度估计算法

针对色噪声环境下的MIMO雷达目标角度估计问题,提出一种基于四阶累积量切片的角度估计算法。算法利用MIMO雷达的接收数据计算出四阶累积量,构造出累积量切片矩阵,通过特征分解,结合ESPRIT算法实现了雷达目标的角度估计。同时进行了低复杂度改进,去掉了冗余信息,保留了MIMO雷达阵元扩展能力和目标分辨力,具有自动抑制加性高斯噪声和任意高斯色噪声的能力。最后计算机仿真结果证实了算法的有效性和可行性。     

一种用于高频雷达探测性能评估的方法

分布式MIMO雷达各站大间距分布式布站,带来了时间同步性的问题。分析了分布式MIMO雷达基于导航卫星的时间同步模型的工作原理,并对分布式MIMO雷达的信号模型和目标定位数学模型进行了推导。针对分布式MIMO雷达时间同步问题,通过干扰机对分布式MIMO雷达的导航卫星信号实施转发欺骗延时干扰,使各雷达子站时间上产生误差,从而使分布式MIMO雷达的观测通道的延时增大或者减小,造成分布式MIMO雷达目标定位误差。最后仿真从分布式MIMO雷达的目标定位精度上分析了该方法的干扰效果,结果证明了该方法的有效性。     

MIMO雷达信号处理半实物仿真系统的设计与实现

多输入多输出(MIMO)雷达是一种新体制雷达,信号处理是其核心技术之一。为了实现MIMO雷达从理论研究到工程实现的跨越,针对MIMO雷达技术研究缺乏平台支撑的问题,研发了MIMO雷达信号处理半实物仿真系统。文中提出了系统总体设计方案,介绍了系统的功能和组成,给出了关键技术的实现路线,包括硬件和软件的设计方法,阐述了系统的工作模式。该系统可以很好地验证MIMO 雷达信号处理方法和相关算法的正确性。     

分集MIMO 雷达布站研究

分集多输入多输出(MIMO)雷达利用目标的空间散射多样性克服由于目标雷达散射截面积闪烁引起的漏警,为隐身目标有效探测提供解决办法。分集MIMO 雷达布站方式对性能影响很大,文中以相控阵体制雷达为研究对象,研究其组成分集MIMO 雷达时的规模、站间距、单站威力差异约束和布站方式等,并通过蒙特卡罗仿真给出了布站建议。     

MIMO组合波谐波雷达技术研究

针对传统谐波雷达自身信号泄漏大、虚警高、信噪比低、弱目标检测能力差、电磁兼容设计严格、系统复杂等问题,提出MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)组合波谐波雷达技术。研究了MIMO 组合波谐波雷达工作原理,采用组合波接收方式,代替传统单发单收谐波雷达的二次谐波,建立了MIMO组合波谐波雷达信号模型,研究了MIMO组合波谐波雷达的成像原理及数字波束形成技术,并进行了仿真。仿真表明,MIMO组合波谐波雷达能够有效提高系统的隔离度,减少了系统设计的复杂度。利用了MIMO雷达的多自由度优势,有效提高了谐波雷达检测弱目标的能力。     

MIMO雷达目标角度估计技术发展

无线通信系统中的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术与雷达探测所结合产生的新体制MIMO雷达,在应对隐身目标和降低信号截获概率方面拥有着传统雷达无可比拟的优势。作为雷达目标空间位置的主要参数之一,角度估计的发展历程和现存问题值得关注。本文将对MIMO雷达的角度估计技术进行系统评述。首先,以MIMO雷达的作用原理和分类作为切入点,根据获取角度信息的方式,将现阶段使用较为广泛的MIMO雷达角度估计算法划分为搜索类、免搜索类、求根类以及子空间快速估计类四大类别。之后,全面介绍了当前各类MIMO雷达角度估计算法的应用原理,并重点分析、对比各自的优缺点。最后,以雷达测角理论工程化推进为向导,给出了MIMO雷达角度估计技术的未来发展趋势。     

基于跟踪脉冲的MIMO雷达多目标微动特征提取

微动特征是空间目标识别的重要特征信息之一。然而,现有的多功能多输入多输出(Multi-Input Multi-Output, MIMO)雷达通常需要在完成目标搜索和跟踪任务之后为目标微动特征提取分配大量连续的时间资源,导致目标识别实时性能和雷达系统整体工作性能均不高。针对该问题,该文提出了一种基于跟踪脉冲的MIMO雷达多目标微动特征提取方法。首先依据各目标的方位信息对MIMO雷达发射波形进行设计,为不同方向目标同时发射跟踪脉冲;在此基础上,综合考虑目标微动特征提取性能以及目标跟踪性能的需求,对跟踪脉冲的发射时间序列进行优化设计;最后,直接利用窄带跟踪脉冲实现对不同方向目标微动特征的同时提取,无需再为目标微动特征提取分配额外的时间资源,有效提升目标识别实时性和雷达工作效率。仿真实验表明,在信噪比大于–10 dB时,所提方法能够实现多目标微动特征的准确提取,具有良好的有效性和鲁棒性。      

基于十字阵的MIMO雷达的二维DOA估计

多输入多输出（MIMO）雷达使用多个天线同时发射独立波形,在不同位置的目标回波彼此线性独立,以获得较好的空间分辨率。文章提出了基于收发不共位的线阵在水平面内构成十字阵的MIMO雷达信号模型;研究利用MUSIC算法来估计该模型下的MIMO雷达的二维波达角;分析了基于均匀十字阵的MIMO雷达的优越性,并探讨了十字阵MIMO雷达性能与阵元间距的关系,仿真表明,在满足远场条件下,均匀十字阵比均匀线阵可以估计更多的目标而且精度更高;通过非均匀布阵,可以进一步提高MIMO雷达的二维波达角的估计精度。     

基于空域稀疏性的嵌套MIMO雷达DOA估计算法

针对传统MIMO雷达可分辨目标数受限于虚拟阵元数的问题,该文提出一种基于嵌套阵的MIMO雷达阵形设计新方法并改进了相应的稀疏DOA估计算法。首先分析对传统MIMO雷达的虚拟阵元进行嵌套采样给DOA估计性能带来的影响;然后提出嵌套MIMO雷达阵形设计方法,在虚拟阵元数相同的情况下,该阵形比传统阵形分辨更多的目标;最后提出一种基于空域稀疏性的嵌套MIMO雷达改进DOA估计算法,该算法使用噪声子空间加权,在提高分辨率的同时可以有效消除伪峰。仿真结果验证了该文算法的有效性和优越性。     

一种MIMO雷达多模式波形优化设计方法

在多目标多任务情况下,通常要求雷达具有多种工作模式,以实现搜索、跟踪等不同功能。传统雷达在某一时刻只能实现一种功能,工作模式不够灵活,很难高效利用系统资源。针对此问题,该文提出一种MIMO雷达多模式波形设计方法,该方法以方向图逼近、期望方向的信号功率谱或频谱逼近等为准则,在恒模约束下建立关于波形矩阵的多目标优化模型,并采用共轭梯度方法进行优化求解。仿真结果表明,所设计波形在空域上具有多波束方向图,波束指向上的信号具有多种工作模式的特性,可以同时实现搜索、跟踪等功能。     

Designing the focused and wide beam pattern in linear and planar phased‐MIMO radar considering the antennas' overlap

Phased‐array multiple‐input multiple‐output (MIMO) radar is a new method for collocated MIMO radar, benefiting from its advantages without losing the coherent processing gain considered the main feature of phased‐array radars. In this method, the whole array is divided into several overlapping subarrays; then a waveform is allocated to the antennas of each subarray, which are orthogonal to other subarray's waveforms. In order to obtain a desired beam pattern, appropriate weighting coefficients for each subarray should be designed. This study aimed to design the phased‐MIMO radar's weighting coefficient matrix in two modes: In the first mode, the aim is to design a beam pattern, which has the maximum value in direction of the desired targets. In the second mode, a desired beam pattern is defined, and the coefficients should calculated in such a way that the obtained pattern be as much as possible compatible with the desired patter. In the two modes, the design, at first, is accomplished for linear array and then is extended to the planar array. Moreover, the impact of subarrays' overlap and the power constraints is investigated. The proposed methods, in special cases, are applicable in MIMO and phased‐array radars, too.     

基于物理光学法的近场多入多出雷达成像模拟

针对点目标扩展函数(PSF)不能有效分析复杂目标在毫米波近场多入多出(MIMO)雷达成像中的散射机理问题，研究了一种基于近场物理光学散射计算数据的毫米波MIMO雷达成像模拟方法。该方法利用近场物理光学方法，获得包含阵列构型和目标散射信息的近场计算数据，并通过近场MIMO成像处理器实现近场MIMO成像的全过程模拟。利用D波段“T”字型二维稀疏MIMO阵对复杂的三维目标开展了近场成像实验，仿真和实验结果表明，模拟结果与实际成像结果有很好的一致性。该方法能够分析近场MIMO成像系统的成像性能，为近场MIMO成像的阵型设计提供支撑，揭示复杂目标的近场散射特性与成像机理。     

MIMO雷达搜索模式下的射频隐身算法

为提高MIMO雷达在电子战中的生存能力,分析了雷达各参数与其搜索性能及射频隐身性能的关系,建立了MIMO雷达搜索模式下的射频隐身性能优化模型,其中射频隐身性能综合考虑了MIMO雷达的截获因子及搜索帧周期。在此基础上,给出了一种MIMO雷达搜索模式下的射频隐身优化算法,该算法通过自适应地控制雷达系统天线划分的子阵数、信号占空比、波束驻留时间以及搜索帧周期,在满足雷达系统检测性能及搜索时间资源约束的要求下,优化雷达系统的射频隐身性能。仿真结果表明,MIMO雷达采用搜索模式下的射频隐身算法,能在保证检测性能的条件下,相比非射频隐身的搜索状态,获得更好的射频隐身性能。