MIMO雷达正交相位编码信号设计及分析

针对MIMO雷达发射正交波形的要求,提出一种采用相位编码设计MIMO雷达信号的方法。该方法采用遗传优化算法,设计产生一组正交相位编码信号,并分析该组信号的自相关和互相关特性。文章最后分析了采用正交相位编码信号设计MIMO雷达信号存在的一些问题。     

基于协方差矩阵的MIMO雷达离散编码设计

MIMO雷达相对于传统的相控阵雷达,可以更自由地选择发射波形来匹配所需要的发射方向图。文中首先给出了一个带有限制条件的优化问题以寻找发射信号的协方差矩阵,从而能够在空间匹配理想的方向图,接着建立了一组恒模的二相离散序列来匹配已有的协方差矩阵,并将这种方法推广到多相码设计中,并对实验结果进行了详细分析。     

基于遗传算法的MIMO雷达正交编码信号波形优化

MIMO雷达通过发射正交编码信号来获得独立的空间分集增益,改善目标检测识别性能。它对发射信号波形优化设计提出了更高的要求:首先信号为正交信号,以便减低信号间干扰并获得独立的空间分集增益;其次信号为大时宽、宽带宽的脉冲压缩信号,以便解决探测距离和距离分辨率的矛盾。文中根据以上两条要求构造适合的适应度函数,提出了一种基于遗传算法的正交编码信号设计方法,为正交MIMO雷达发射信号进行波形优化,仿真结果和实验分析验证了算法的有效性和可行性。     

基于改进正弦余弦算法的MIMO雷达相位编码信号集设计

针对MIMO雷达相位编码信号集的优化设计问题,提出一种改进正弦余弦优化算法.该算法通过引入Lévy飞行,扩大对目标点位置的搜索范围,防止陷入部分最佳;并设置控制参数,提高收敛速度,均衡全局搜索和局部搜索能力;借鉴粒子群算法的权重思想改变自适应更新方程,提高收敛精度,从而达到寻求最佳结果的目的.基于改进正弦余弦优化算法不...     

MIMO雷达正交离散频率编码波形设计

MIMO雷达通过发射相互正交的信号能有效提高雷达的性能。设计具有低自相关旁瓣和低互相关的正交信号是MIMO雷达实现的关键。本文以自相关、互相关峰和能量为代价函数,基于改进的遗传算法,采用非全码来优化设计离散频率编码,进行了仿真优化设计。结果表明该算法是有效的。     

MIMO雷达正交连续相位编码波形研究

正交波形设计是实现MIMO体制雷达波形分集能力的前提,其自相关函数旁瓣电平和互相关函数电平大小直接影响MIMO雷达波形分集的性能。对MIMO雷达波形的形式、优化算法的选择、波形设计的结果进行了研究,并和传统的多相码、遗传算法等进行了仿真比较。     

基于量子遗传算法的MIMO雷达正交信号波形设计

正交信号波形设计是MIMO雷达领域的研究热点,随着技术的发展,MIMO雷达对正交信号波形的性能要求越来越高。针对现有MIMO雷达正交信号波形互相关峰值较高且算法收敛速度慢的问题,为了提高码长较长的正交信号波形的性能,本文使用量子遗传算法,将量子计算与遗传算法相结合,进一步降低了波形的互相关峰值,一方面降低了不同目标回波之间的相互干扰,提高了雷达系统的检测性能,另一方面使雷达系统更难被敌方定位,提高了雷达的战场生存能力。仿真试验的结果表明,该方法能有效提高波形的正交性能,并加快了优化的速度。      

基于期望方向图匹配的MIMO雷达恒模发射波形设计算法研究

为提升MIMO雷达发射功率利用率,改善对目标的探测性能,研究了期望方向图匹配下的发射波形设计方法。建立了发射波形恒模约束下的方向图匹配加权优化模型;基于循环优化和majorization-minimization(MM)算法对原始非凸优化问题进行求解,通过构造合适的上界函数,可将原始问题松弛为等式约束下的序列线性规划问题,并能保证算法的收敛性;由于每一次迭代都能给出子问题的闭式解,因而所提方法的计算复杂度较低;仿真实验表明了所提方法的有效性。     

MIMO雷达中基于Hadamard矩阵的低复杂度正交多相码设计方法

为了降低MIMO雷达中正交多相码设计的复杂度,提高收敛性能,提出了一种基于Hadamard矩阵的低复杂度正交多相码设计方法。该方法首先利用Hadamard矩阵构造相位自由度以及处理复杂度都较为适中的八相码信号,给出相应的证明,并从中选取初始码序列,使其具备一定的正交性;然后采用循环算法进行两步迭代,将代价函数的计算转换为FFT和IFFT运算,克服了因频繁计算代价函数带来的高复杂度问题。性能分析结果表明,和原有算法相比,该方法能够在保持信号良好自相关和互相关特性的同时,有效降低计算复杂度,提高收敛速度。      

基于松弛交替投影的MIMO雷达相位编码波形设计

任务场景日趋复杂给MIMO（Mutiple-Input Mutiple-Output）雷达带来诸多挑战。为应对强散射体遮蔽干扰、阵元间波形互扰及特定频带干扰等复杂电磁环境,该文提出一种松弛迭代谱拟合交替投影算法来设计相位编码波形。该算法基于功率谱拟合及交替投影框架,并引入扩展的加速因子;首先,凭借功率谱与非周期相关函数的傅里叶变换关系,将相关特性拟合问题转化为功率谱近似问题;然后,构建理想波形频谱并利用松弛机制扩展优化投影区;最后,利用快速傅里叶变换及加速交替投影机制迭代优化。计算机仿真表明,该算法运算效率高、可有效避免局部停滞,与当前流行算法相比更适合在线波形设计。     

基才多相编码和收发阵列设计的机载MIMO雷达STAP方法

针对提高MIMO雷达多信号间正交性问题．提出了基于遗传算法优化提高多相编码信号自相关峰值、降低互相关峰值方法,提高多发射信号间正交性,降低盲速影响。针对天线阵列稀疏导致盲速、阵元密布导致天线孔径过小问题,从等效天线特征出发,给出了一种发疏收密阵列结构,与多相编码信号结合,进行动目标检测。仿真实验证明,基于多相编码正交信号和收发阵列设计。MIMO STAP可实现良好动目标检测性能。     

基于MAC序列的抗回波遮挡准连续波雷达波形设计

为了解决相位编码准连续波雷达的回波遮挡问题,首先引入遮挡率函数和遮挡情况下的回波主旁瓣比定量分析回波遮挡。在此基础上提出一种基于MAC(Multimode Arbitrary Code)序列的长短脉冲结合的波形设计方法,并给出了基于此方法的波形设计实例和相应的仿真分析。仿真结果表明该波形设计方法能够有效解决相位编码准连续波雷达的回波遮挡问题,实现远近目标的同时探测。     

Bi-capon beamforming for MIMO radar based on rank-reduced correlation matrix

A bi-capon beamforming (BCB) algorithm for multi-input multi-output (MIMO) radar is developed on the basis of correlation domain. By vectorizing the echo matrix and its transpose, the conventional capon cost function is transformed into bi-capon quadratic functions. By calculating two lower dimensional weight vectors with sub-matrices of the correlation matrix, BCB can significantly decrease the computational complexity and the requirement of training samples. In the presence of short data records, BCB can achieve better interference suppression performance than fully adaptive capon algorithm. Simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

OFDM MIMO radar waveform design for targets identification

In order to obtain better target identification performance, an efficient waveform design method with high range resolution and low sidelobe level for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) multiple-input multiple-output (MIMO) radar is proposed in this paper. First, the wideband CP-based OFDM signal is transmitted on each antenna to guarantee large bandwidth and high range resolution. Next, a complex orthogonal design (COD) is utilized to achieve code domain orthogonality among antennas, so that the spatial diversity can be obtained in MIMO radar, and only the range sidelobe on the first antenna needs suppressing. Furthermore, sidelobe suppression is expressed as an optimization problem. The integrated sidelobe level (ISL) is adopted to construct the objective function, which is solved using the Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) algorithm. The numerical results demonstrate the superiority in performance (high resolution, strict orthogonality, and low sidelobe level) of the proposed method compared to existing algorithms.     

MIMO体制雷达原理及关键技术分析

在对MIMO雷达的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。     

GS算法在多输入多输出雷达信号集设计中的应用

为了高效地设计出性能良好的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达正交相位编码信号集,提出一种改进的Gerchberg-Saxton(GS)算法,将最小化信号集旁瓣能量的代价函数转化为适合求解的极小化问题;将原始GS算法扩展至多维,并改进其物面和频谱面的约束条件,以适应文中优化问题的求解;利用改进的GS算法迭代优化设计出信号集.仿真实验表明:该算法可以有效改善所得信号集的积分旁瓣和相关性能.     

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。     

采用遗传算法的MIMO雷达L型阵列稀布优化

针对多输入多输出（MIMO）雷达阵列稀布导致栅瓣效应的问题,研究了L型阵列方向图综合方法。通过在发射和接收阵列的阵元位置中引入随机扰动,同步优化收发阵列,对MIMO雷达Ｌ型阵列等效构造的虚拟矩形平面阵列进行二维方向图综合,并且对遗传算法的变异算子进行改进,提高全局搜索性,从而有效抑制栅瓣,降低二维合成方向图中方位维和俯仰维的峰值旁瓣电平。仿真实验证明了所提算法的有效性。     

双基多输入多输出雷达快速目标空间定位算法

提出了一种基于双基地多输入多输出（MIMO）雷达的快速目标空间定位算法。该算法通过双基地MIMO雷达单周期回波形成的虚拟阵列数据来构造三个矩阵,然后用传播算子法分别对其进行处理得到了三个具有特定关系的矩阵,利用矩阵的特征值和特征向量导出了目标角度的闭式解,从而可实现对目标的空间定位。该算法避免了数据协方差矩阵的估计,不需要多维谱峰搜索和参数配对,大大降低了运算复杂度。计算机仿真结果证明了所提算法的正确性和可行性。