慢起伏目标的多输入多输出雷达检测性能分析

MIMO雷达是一种新体制雷达.相比传统雷达,MIMO雷达在探测能力上有很大提高.以雷达截面积的统计模型服从X2分布为基础,理论分析了慢起伏目标情况下,MIMO雷达的检测性能.并考虑了X2分布的两个特例,Swerling Ⅰ和Swerling Ⅲ目标模型下,MIMO雷达与传统相控阵雷达的检测性能比较.理论分析和数字试验得出,在高信噪比情况下,MIMO雷达的检测性能有很大改善.     

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。     

网络雷达中快起伏Rician目标检测性能分析

该文研究了总发射功率一定的条件下,网络雷达4种模式中快起伏Rician目标检测性能。结果表明快起伏Rician目标可分成3类,且对于不同的分类具有不同的检测特性,具体表现为：类斯怀林II目标的检测性能与斯怀林II目标相同,标准快起伏Rician目标显示出与斯怀林II目标不同的检测性能,混合快起伏Rician目标,除了MIMO模式与标准快起伏Rician目标变化规律一致外,其他模式均与斯怀林II变化规律相同。研究结果对网络雷达的系统设计具有一定的指导意义。     

具有未知参数的多输入多输出雷达弱目标检测

针对弱目标检测算法的特点,提出了一种新的多输入多输出(MIMO)雷达检测器。在经典线性模型的基础上,通过最大似然法对未知统计特性的噪声量进行了估计。利用所得到的估计量,分别推导了在信道完全不相关和信道任意相关条件下虚警概率和检测概率的闭合表达式,对具有未知参数的MIMO雷达在任意信道环境下的检测算法进行了分析和比较,有效地解决了具有未知统计特性的噪声的MIMO雷达目标检测问题。仿真结果证实了该方法的有效性。     

多路输入多路输出雷达：性能问题

多路输入多路输出技术的应用为多基地雷达提供了很多优点，包括改进的分辨率和灵敏度。取决于雷达的操作方式、阵面设计以及环境，这些优点可能或者不可能显著地表现出来。在本文中论述了一个地面动目标指示（GMTI）雷达探测的简单分析模型，并将预测情况与模拟情况进行了比较。对传统的单一输入多路输出（SIMO）和MIMOGMTI雷达在最小探测速度、区域搜索率和阵面副瓣方面进行了比较。确定了MIMO雷达的最佳波形互相关矩阵，提出了不同的性能标准。最后，改进了MIMO阵面的均衡采样虚拟孔径的范围。     

MIMO雷达中单元平均恒虚警检测性能分析

针对高斯杂波背景,导出了MIMO雷达中CA-CFAR的虚警概率与检测概率的解析表达式,分析了CA-CFAR检测器在均匀杂波、多目标干扰及杂波边缘三种典型杂波背景中的检测性能。结果表明,CA-CFAR检测器在均匀杂波中性能较好,但在多目标干扰环境中性能严重下降。     

起伏目标相干检测性能分析

隐身飞机等起伏目标极大降低了雷达的检测概率.传统雷达采用非相干检测,但其检测性能已不足以对抗这类起伏目标.针对上述问题,将相干检测应用于起伏目标以提高雷达检测概率.基于重积分方程,以Swerling型起伏目标为例,推导了Swerling Ⅰ、Ⅲ型起伏目标相干检测的检测概率计算公式.仿真结果验证了理论推导公式的准确性,并...     

非完备目标先验知识多输入多输出雷达稳健波形设计

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达通常基于目标和环境的先验知识设计波形,而由估计得到的先验知识不可避免存在误差,基于此先验知识得到的优化波形的检测和参数估计等性能下降严重.针对此问题,提出两种稳健波形设计方法,分别提高MIMO雷达的检测性能和参数估计性能.在目标位置误差和信道误差有界的条件下,分别构造以信噪比(Signal Noise Ratio,SNR)和克拉美-罗界(Cramera-Rao Bound,CRB)为代价函数的优化问题.为最大化SNR和最小化CRB,分别给出迭代算法,交替以发射波形相关矩阵和通道矩阵误差为优化变量求解,将迭代的每一步转化为凸优化问题,从而在最差情况下提高MIMO雷达系统的检测性能和参数估计性能.仿真实验结果验证了所提方法能有效改进MIMO雷达的检测和参数估计性能.     

宽带和窄带雷达在噪声中的检测性能比较

宽带雷达相比于窄带雷达具有更高的距离分辨率,因此目标起伏较小。分析了宽带无起伏目标模型,宽带瑞利起伏目标模型和宽带莱斯起伏目标模型的宽带和窄带雷达的回波特性,并推导了它们在高斯白噪声中的检测概率。检测性能曲线表明,在高检测概率时,宽带雷达比窄带雷达具有更好的检测性能;但是随着雷达分辨率的提高,宽带雷达能量积累检测器的积累损失也增加,这个因素使得当雷达带宽增加到一定程度后宽带雷达相对于窄带雷达在检测方面的优势失去意义。     

一种基于有序统计的MIMO雷达CFAR检测器

针对多输入多输出(MIMO)雷达的体制特点,提出了一种基于有序统计的MIMO雷达CFAR检测器(LCIOSOS-CFAR),给出了虚警概率与检测概率的表达式;然后在各种杂波背景下对检测器性能进行了仿真分析,并与经典的CA-CFAR检测器进行比较.仿真结果表明,LCIOSOS-CFAR检测器在均匀杂波背景下较CA-CFAR有较小损失,在多目标干扰环境下较CA-CFAR性能改善明显,在杂波边缘背景下虚警峰值小于CA-CFAR,实际应用中具有较强的鲁棒性.文中还分析了序值选取对LCIOSOS-CFAR检测性能的影响.     

分布式MIMO雷达的参数估计与检测联合算法

本文针对分布式MIMO雷达系统,在站间大间隔配置获得的空间分集增益的基础上,提出了一种目标位置估计与检测的联合算法。与以往距离门检测不同的是,这里通过所定义的目标假设框架下进行联合估计与检测。通过理论分析证明,本文所提出的位置估计与检测联合算法在检测性能上要优于距离门检测法,且漏检概率与信噪比SNR成反比。仿真实验也验证了算法的有效性。     

基于通道选择技术的统计MIMO雷达CFAR检测器

研究了基于通道选择技术的统计多输入多输出(MIMO)雷达恒虚警(CFAR)检测问题,提出了基于顺序统计量(Or-der Statistic,OS)的通道选择技术及其两种CFAR检测方法。第一种是在事先估计或先验已知有效通道数量me的前提下,非相参积累me个最大的局部检测统计量形成最终的检测统计量,即OS-GLRT检测器。第二种则是采用或规则,对各种有效通道数量假设条件下得出的OS-GLRT检测器的判决结果进行融合,从而克服了OS-GLRT检测器对有效通道数量估计值比较敏感的问题。所得到的MOS-GLRT检测算法无需估计有效通道数量,且在各种输出信噪比分布模型下都具有良好的检测性能。     

MIMO雷达双门限恒虚警检测

由于MIMO雷达的多通道特性,使得MIMO雷达各接收天线之间需要进行大量的数据传输。在MIMO雷达中应用双门限检测可以使数据传输量大大降低。本文在单元平均恒虚警检测器的基础上,提出了一种MIMO雷达双门限恒虚警检测器,设计了MIMO雷达双门限恒虚警检测器的结构,将其检测性能和单门限恒虚警检测器进行了对比,分析了MIMO雷达双门限检测器在多目标环境下的检测性能。仿真结果表明在MIMO雷达中应用双门限检测具有结构简单,数据传输量低等特点,在单目标和多目标环境中,双门限恒虚警检测器的检测性能均优于单门限恒虚警检测器。      

MIMO雷达检测性能分析

多输入多输出(MIMO)雷达是最近所提出的一种新型的雷达体制。通过利用空间分集和角度分集,从而避免了雷达目标的多径衰落问题。这里主要分析了MIMO雷达基于似然比的检测性能。另外,这里也将MIMO雷达跟相控阵雷达的检测性能做了对比,仿真结果表明MIMO雷达相比传统雷达具有的优异的检测性能。     

低冗余度多输入多输出雷达阵列结构设计

针对多输入多输出(MIMO)雷达虚拟阵列的特点,提出一种基于最小冗余阵组合的方法来设计MIMO雷达发射阵列和接收阵列,使得MIMO雷达虚拟阵列为最小冗余阵,从而可以利用有限的阵元获得大的虚拟阵列孔径。还研究了在总的阵元数给定的情况下如何分配发射阵元数和接收阵元数以使MIMO雷达虚拟阵列孔径最大。理论分析和仿真结果表明:提出的MIMO雷达阵列设计方法简单易于实现,阵元利用率高,可以用于大阵元数的MIMO雷达系统。     

基于压缩感知的分布式MIMO雷达速度估计与联合检测

针对分布式MIMO雷达系统,在站间大间隔配置获得空间分集增益的基础上,提出了一种基于压缩感知的目标速度估计与检测的联合算法,并利用二阶锥规划提高了感知算法在低信噪比时的估计精度。该算法有效降低了常规最大似然估计的计算成本,且在噪声功率未知时联合检测的性能上要明显优于距离门检测。通过理论分析证明,所提出的估计与联合检测算法能够有效估计速度并检测目标。仿真实验也验证了算法的有效性。     

基于多输入多输出技术的无源雷达信号模型

借鉴正交信号多输入多输出(MIMO)雷达的思想,利用多个照射源信号进行目标探测与定位,可显著改善无源雷达的系统性能。以调频广播信号无源雷达为背景,研究了多照射源条件下的雷达信号模型及相参合成原理,分析了各信号间的相位关系和影响信号相参合成的各种因素。结果表明:只要能有效消除各信号间的差异相位项,实现多照射源信号相参合成、改善无源雷达检测信噪比是切实可行的。     

多输入多输出雷达发射天线低旁瓣设计

多输入多输出(MIMO)雷达发射波形的多样性,为发射方向图设计提供了更多的自由度。针对阵元等功率条件下获得低旁瓣高增益发射波束的问题,提出了一种采用极小极大准则优化设计发射波形相关矩阵的方法,并将该约束优化问题转换为无约束优化问题,便于采用经典迭代法求解。仿真结果表明:采用极小极大准则设计的发射方向图旁瓣区域平坦,最高旁瓣电平接近理论最低值。最后采用循环(CA)算法,获得易于数字阵列系统实现的相位编码信号,使用该相位编码信号得到的实际发射方向图与理论结果匹配良好。