基于NLS的MIMO雷达方向图综合

与传统相控阵雷达方向图综合不同,MIMO雷达通过优化发射波形的协方差矩阵来实现发射方向图综合,从而实现数字阵列雷达的多功能特性。该文通过数学变换,把传统相控阵雷达非线性最小二乘方向图综合法推广到MIMO雷达方向图综合。首先对发射波形的协方差矩阵进行分解,然后构造非线性最小二乘法代价函数优化分解因子,从而使综合方向图最大限度地逼近期望方向图。与现有MIMO雷达方向图综合方法相比,文中方法能通过罚函数,灵活调节综合方向图的过渡带宽度和主瓣波动幅度,且具有更小的均方误差,仿真实验验证了方法的有效性。     

MIMO雷达波形设计方法综述

MIMO雷达是一种新兴的有源探测技术,波形分集能力赋予MIMO雷达潜在的探测能力,使得波形设计成为一项重要研究内容.文中综述了MIMO雷达的波形设计方法,重点探究了正交波形设计、发射方向图匹配设计、发射信号波形合成等方法,并指出了MIMO雷达波形设计下一步的研究方向.     

基于主瓣保形的低旁瓣MIMO雷达发射方向图优化设计方法

当发射天线的个数和结构固定且发射方向图所需要的3 dB主瓣宽度较宽时,绝大多数的发射方向图优化设计方法综合得到的发射方向图都会产生主瓣分裂的现象.针对于此,本文提出一种基于主瓣保形的低旁瓣MIMO雷达发射方向图设计方法.该方法通过约束主波束区域内任意两点之间的线段总是在主波束区域的内部来有效地避免主瓣分裂现象,以及利用...     

集中式 MIMO 雷达部分相关波形设计与处理

该文针对集中式 MIMO 雷达发射方向图设计与波形设计无法分离,以及接收端如何提取信号多样性自适应地抑制杂波和干扰这两个问题,展开了深入研究.首先,给出了一种改进的快速发射波束形成算法,该算法能够有效地将发射方向图设计和波形设计分离.同时,为了避免发射信号相关矩阵出现奇异性导致信号多样性无法提取的问题,提出了采用特征值加载修正信号相关矩阵的方法.接着,给出了采用上述发射波形的 MIMO 雷达的接收阵列信号处理框架,证明了经过匹配处理后的阵列输出可以最大程度地恢复信号多样性信息.仿真实验表明,采用这种部分相关发射波形的 MIMO 雷达仍然能够充分利用信号多样性带来的额外自由度,有效抑制干扰和杂波.     

干扰环境下稳健的MIMO雷达收发联合方向图设计方法

为了减弱快速移动干扰信号以及期望信号导向矢量误差对雷达系统性能的影响，提出了一种复杂电磁干扰环境下基于多输入多输出（MIMO）雷达的稳健收发联合方向图设计方法。该方法通过对MIMO 雷达的接收方向图和发射方向图进行联合设计，不仅能够有效地对干扰信号进行抑制，而且可以避免期望信号相消现象。实验仿真结果证实了所提方法的有效性。     

目标角度估计的多输入多输出雷达发射方向图综合

针对传统多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达发射功率分散导致目标角度估计性能变差的问题,提出了一种新的MIMO雷达发射方向图综合方法.首先,结合发射功率的空域聚焦范围和发射导向矢量的旋转不变性,严格控制方向图逼近误差小于给定的门限,并且最小化发射方向图的峰值旁瓣功率;其次,约束协方差矩阵的对角元素相等,以实现发射功率效率最大化,在此基础之上推导了优化模型的二阶锥规划形式,以便采用原对偶内点算法进行有效求解;最后,利用平行因子分析算法对空间目标进行了收发角度估计.仿真结果表明:优化所得加权矩阵不仅能够使发射信号在指定空域进行有效聚焦,而且确保了每个阵元的发射功率相等,因而在发射功率和角度估计方法相同时,所提方法相对传统MIMO雷达具有更好的角度估计精度.     

一种循环迭代的MIMO雷达发射方向图设计方法

现有多输入多输出(MIMO)雷达发射方向图设计是通过优化信号相关矩阵来逼近期望方向图,可采用凸优化方法求解,但其计算量较大,不利于工程实现。针对上述问题,该文提出一种循环迭代的MIMO雷达发射方向图设计方法。该方法以加权最小二乘为准则,通过引入辅助变量,将对信号相关矩阵的优化问题转化为关于其Hermite平方根的二次优化问题,再以循环迭代的方式进行求解。对于均匀线阵,当采用均匀加权且离散化方位角在归一化空间频率域均匀采样时,可采用快速傅里叶变换(FFT)的方式进行求解,进一步提高计算效率。仿真结果表明,该方法所得发射方向图可以很好地逼近期望方向图,且具有较高的实时性。     

基于SQP 算法的MIMO 雷达波形设计与工程实现

为了有效利用MIMO 体制雷达的波形分集能力,需要对雷达发射波形进行正交性设计,从工程实现 的角度出发,针对MIMO 雷达发射信号的正交性要求,利用序列二次规划方法设计正交相位编码信号波形。通过仿 真分析,重点研究了信号数量、码长对波形正交性能的影响以及波形与雷达发射方向图之间的关系,验证了该方法 的有效性和优异性,并与经典的遗传算法进行了仿真比较,最后依托波形产生系统完成了波形的工程实现,并且成 功应用到了雷达系统中。结果表明,采用该方法能够获得较低的自相关旁瓣峰值和互相关峰值,设计出符合雷达系 统要求的正交波形。     

一种新的MIMO雷达发射波形设计方法

该文提出一种约束基波束权值动态的MIMO雷达发射波形设计方法。首先,构造一组发射波形集并从理论上推导了阵元发射波形的恒模特性,在此基础之上,将各阵元平均发射功率的均匀性控制问题转化为基波束权值动态的定量约束问题;其次,建立了直接约束权值动态的基波束优化模型,利用切线投影法和区域迭代法将其进行凸松弛,并且给出了二阶锥规划子问题和序列锥迭代流程;最后,利用二阶锥规划设计出了基波束的比例系数。所提方法在保证MIMO雷达发射方向图匹配性能的前提下,能够兼顾阵元发射功率均匀性和发射方向图旁瓣功率的性能,因而在设计发射波形时更具灵活性。仿真实验验证了所提方法的有效性。     

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。