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。     

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。     

非均匀杂波MIMO雷达检测

本文针对非均匀杂波,利用球不变随机矢量(SIRV)建立了机载多输人多输出(MIMO)雷达杂波模型.基于杂波协方差矩阵不满秩,提出了一种用于估计归一化杂波协方差矩阵的修正渐近最大似然(MAML)算法及其广义似然比检测器,即修正渐近广义似然比检测器(MAGLRT).仿真试验结果表明,在非均匀的杂波下,MAGLRT较常规高斯...     

WOA算法的非均匀稀布阵列优化方法

鲸算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)是最近新提出的一种仿生算法,具有操作简便、搜索快速的突出特点,有非常优异的应用前景。在阵列综合方面,WOA算法还没有引起重视,目前所知,还没有具体的应用文献记录发表。就WOA在阵列综合的非均匀线阵综合方法进行了有益的探索,通过对算法的适当改进和拓展,将WOA应用到非均匀阵列的约束性问题的优化上,主要实现了对非均匀阵列的阵元间距和数目约束的二元约束问题与主波束宽度的约束问题的优化。仿真结果表明,WOA算法对于非均匀稀布阵列的约束性优化问题是有效的,并且与GA和PSO算法等进化算法相比,WOA算法在计算速度和稳健性上有更大的优势。     

相干MIMO雷达关键技术研究

相干MIMO雷达是扩大接收天线口径的有效手段.通过分析,相干MIMO雷达的关键技术主要包括子阵面之间校准技术、栅瓣抑制技术、近场多源定位技术.文中对3大关键技术进行了深入分析,提出了解决途径,并对关键技术的解决途径进行仿真分析和实际工程验证,结果表明该方法是有效的.     

一种非均匀环境下的MIMO雷达STAP算法

用来处理机载天线阵列所获数据的自适应技术被称作空时自适应处理技术。为了准确估计出检测距离单元杂波干扰的统计特性,传统的STAP算法要求训练样本和待检测样本中的杂波干扰应该是独立同分布（IID）的。但对于MIMO雷达体制和在雷达实际工作的非均匀杂波环境下很难做到这一点。本文将适用于均匀杂波环境的子空间算法推广到了非均匀环境下,仿真结果表明推广后的子空间算法在非均匀杂波环境下有着优秀的性能。     

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.     

基于天线布阵的MIMO雷达成像研究

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达是一种新体制雷达,具有潜在的对空中目标实时成像能力.论文首先建立了MIMO雷达观测信号模型,结合等效相位中心近似,以MIMO雷达对空中目标成像为目的提出一种天线布阵方式.基于这种布阵方式,推导出适用于MIMO雷达的修正距离偏移成像算法.最后对布阵方式的合理性和成像算法的有效性进行了成像仿真验证.     

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。     

MIMO雷达的最小冗余线性阵列配置与优化

提出了一种利用最小冗余非均匀线性阵列对多输入多输出(MIMO)雷达系统进行阵列配置优化从而提高参数估计性能的方法。文中从MIMO雷达信号模型出发,分析了均匀线性阵列与非均匀线性阵列两种配置下,MIMO雷达系统获得的虚拟阵元数的差异,给出了一种在物理阵元数量较大时最小冗余非均匀线性阵列的生成方法。仿真结果表明:最小冗余线性阵列能够利用较少的物理阵元个数获得与均匀线性阵列相同的参数估计性能。而在物理阵元个数相同的情况下,最小冗余非均匀线性阵列MIMO雷达可以获得更多的虚拟阵元、更好的参数估计性能和更低的克拉美·罗界。     

基于不等距线阵综合的MIMO无线通信系统的优化与分析

MIMO技术可以被看作是智能天线技术的一种扩展，然而在使用等距线阵的情况下，MIMO技术难以继承智能天线的主要功能。针对此问题，文中提出了一种基于不等距线阵综合的Rayleigh平坦衰落信道下的MIMO无线通信系统的优化方案．仿真实验表明，与文献【3】的结果相比这种方案能在继承智能天线对空间信号的分辨能力的同时，使系统获得尽可能大的通信容量。     

基于均匀线阵的混合源波达方向估计方法

文中提出了一种基于均匀线阵的混合源波达方向DOA估计的改进方法。该方法首先利用传统MUSIC方法估计出非相干信号源的DOA,然后接收数据协方差矩阵进行差分消除不相关源和噪声的影响,对其进行特殊的空间平滑去相干,从而利用重建的数据协方差矩阵估计相干源的DOA。此方法的特点是分别估计不相关信号和相干信号的DOA。优点是算法在估计出多于阵元数信号的前提下具有较高的DOA估计精度和稳健性。仿真结果表明此方法的估计性能优于空间差分平滑算法。     

一种优化非均匀阵列天线测向性能的方法

本论文给出了一种新的优化非均匀天线阵列阵元排布的方法阵元微调法。非均匀阵列天线具有许多均匀阵列天线不具备的优点,可以在节省设备量的同时增加天线孔径,但是利用非均匀阵列天线测向时也容易产生估计模糊。解决非均匀阵列天线估计模糊问题的途径之一就是调整天线阵列的排布。计算机仿真证实,经过微调法优化的非均匀阵列的测向性能有很大改善。     

机载MIMO 虚拟阵LFMCW 雷达杂波距离旁瓣性能分析

线性调频连续波(LFMCW)信号应用于机载虚拟阵多输入多输出(MIMO)雷达体制。二者的结合,一方面,可在较少阵元条件下,获得虚拟的宽口径,改善雷达的测角性能;另一方面,采用连续波体制,在相同峰值发射功率的条件下,可增大雷达的探测距离,弥补MIMO 雷达宽波束发射导致的威力下降。LFMCW 信号的匹配滤波输出拖尾较长,文中对由此产生的杂波距离旁瓣泄漏问题进行了建模与分析,结果表明:LFMCW 雷达系统与线性调频脉冲雷达系统具有相似的杂波距离旁瓣泄漏特性,数值仿真验证了此结果的正确性。另外,非自适应处理的仿真结果也表明对高速、小RCS 的目标,LFM鄄CW 信号具有更高的输出信杂噪比。     

基于非均匀阵列的特征波束发射分集方案

在发射端将特征波束形成与空时分集技术相结合,在保持分集阶数的同时可以获得阵列增益.通过对该混合系统误码率性能的分析,提出了基于非均匀阵的技术方案.它可以在弱相关信道中保持较高的阵列增益,在强相关环境下使分集支路的平衡度得到改善.仿真结果表明,在相关度不同的多种信道环境中,采用非均匀阵可获得比均匀阵更好的误码率性能.     

非均匀矩形阵列下双基地MIMO雷达目标定位方法

该文针对双基地MIMO雷达发射端、接收端皆为非均匀矩形阵列配置情况,将MIMO技术和最小冗余阵列相结合,提出基于双重孔径自由度扩展的目标发射俯仰角、发射方位角、接收俯仰角、接收方位角4参数联合估计新算法。首先利用矩阵Khatri-Rao积的运算特性,构造出2个置换矩阵,对接收信号进行矢量行变换,再通过数据的“去冗余”、“多维平滑”和“折叠”运算,使得新数据具备MIMO雷达自身和最小冗余阵列双重自由度扩展的特点。理论和仿真结果表明：该文算法能够有效估计出目标的4个参数值,且能够实现自动配对;在相同仿真条件下,该文算法的估计精度优于交替最小二乘和多维ESPRIT算法,并且提高了最大可估计的目标数目。     

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。     

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.     

阵元排布对线性阵列天线的影响分析

线性阵列作为智能天线的一种阵元排布方式,在第三代移动通信中有着特殊的应用。在相同阵元个数的情况下,采用Matlab软件对均匀线阵、约束最小冗余线阵和最优哥伦布线阵的角度分辨能力和主瓣宽度进行仿真比较。仿真结果表明,最优哥伦布线阵可以获得更佳的角度分辨能力和更窄的主瓣宽度,但是会引起方向图旁瓣电平的升高。