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。     

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天波雷达非连续谱正交相位编码波形设计

为提高MIMO天波雷达的发射波形的距离分辨力,以减小检测单元尺寸,改善信杂比和目标定位精度,针对MIMO天波雷达工作环境恶劣,干扰较多,寂静频带非连续的情况,用几个不连续的寂静频带来合成大的有效带宽,给出了两种非连续谱条件下正交相位编码波形的设计方法。采用产生满足特定频谱约束的相位编码信号的循环迭代算法生成,利用算法对初值的敏感性,设定不同随机初值,即可生成一组发射波形,仿真证明了该方法的有效性。通常谱约束越强,波形性能（自相关、互相关和分辨力等）越差,调节谱约束的强弱,即可得到满意的正交相位编码波形,所设计的波形充分利用了频谱资源,大幅提高了发射波形的距离分辨力。      

MIMO雷达相位编码波形集相关函数下界综述

MIMO雷达波形集的互相关函数峰值越低,则正交性越好,波形分集增益越高。非循环互相关函数下界的研究有助于确定波形分集增益的极限值,对MIMO雷达波形设计与应用有重要意义。相位编码波形集是目前被研究最多的MIMO雷达波形集,对其相关函数下界的研究较为深入。本文对目前相位编码波形集相关函数各类下界的研究进行归纳总结,包括相关函数峰值旁瓣下界、相关函数积分旁瓣下界、互相关内积下界、互补序列相关函数下界四大类。相关函数峰值旁瓣下界是影响MIMO雷达波形分集增益的关键指标,其他类型的下界与相关函数峰值旁瓣下界之间存在潜在联系,这可能有助于相关函数峰值旁瓣下界的确定。不同波形数,不同码长的典型相位编码波形相关函数指标与下界的对比结果表明,目前已有下界都不够紧,尤其在波形数较多时。因此,MIMO雷达相位编码波形集相关函数下界仍是一个值得研究的开放问题。      

脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码雷达信号设计与分析

该文在步进频信号的基础上,把基于混沌调制的多载波相位编码(Multi-Carrier Phase Coded, MCPC)信号作为子脉冲,用Costas跳频代替频率的线性步进,设计出脉间Costas跳频脉内多载波混沌相位编码(Inter-Pulse Costas frequency hopping and intra-pulse Multi-Carrier Chaotic Phase Coded, IPC-MCCPC)雷达信号,并对其模糊函数及自相关性能进行了研究。仿真分析表明,该文设计的信号继承了步进频信号用较小的瞬时带宽合成较大的工作带宽的优点,同时有效克服了步进频信号存在的距离-速度耦合的缺点。脉内多载波特性使得这种信号在保持总带宽和步进频信号相等的条件下减少跳频阶数,从而提高信号处理的数据率;混沌调相的引入使得这种信号具有更强的保密性;脉间频率的随机跳变使其模糊函数具有更低的周期性旁瓣。这种信号众多的参数、灵活的结构及较大的调制复杂度,增加了侦察接收机匹配和识别的难度,从而提高雷达的反截获性能。     

相位编码信号在LPI雷达中的应用

从相位编码信号的模糊函数和自相关函数入手．研究和分析了规则中断方式的二相随机信号，并阐明了这种信号形式的LPI(低截获概率)性能。     

MIMO雷达正交频分相位编码波形优化

正交频分相位编码(Orthogonal Frequency Division-Phase Coded,OFD-PC)信号是多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达中的一种重要波形。为进一步提高该波形对目标的探测能力,在分析OFD-PC空域合成信号脉压特性的基础上,提出了一种降低其距离旁瓣的波形优化方法。一方面,通过优化选取自相关性能优良的相位编码序列来直接降低空域合成信号的距离旁瓣;另一方面,通过随机离散化OFD-PC信号中的载频间隔,构建一种非均匀间隔的OFD-PC信号形式,进一步改善其距离旁瓣特性。为合理平衡波形的正交性能和自相关性能,建立空时联合优化模型,并采用序列二次规划法求解。仿真结果表明,该方法能在获取近似全向发射功率方向图的同时,降低信号自相关距离旁瓣;所优化设计的波形比传统OFD-PC波形具备更优的脉冲压缩性能。     

混沌相位调制雷达信号的模糊函数

本文研究了一类混沌编码信号,利用混沌信号进行雷达信号的相位编码,并且计算了这类编码信号的模糊函数。理论和仿真结果表明,混沌编码信号的模糊函数十分逼近理想的图钉型,信号具有很高的时延和多普勒分辨力,揭示了混沌用于雷达信号处理的可能性和优越性。     

混沌相位调制雷达信号的模糊函数

本文研究了一类混沌编码信号,利用混沌信号进行雷达信号的相位编码,并且计算了这类编码领事的模糊函数,理论和仿真结果表明,混沌编码信号的模糊函数十分逼理想的“图钉型”,信号具有很高的时延和多普勒分辨力,揭示了混沌用于雷达信号处理的可能性和优越性。     

相位编码雷达高度表中宽带多普勒信号的检测

安装在高速运动载体上的雷达高度表,其地面回波被一宽带多普勒信号所调制。相位编码雷达可以采用一种检测方法实现对该宽带多普勒信号的检测,其结果不但可以指示速度,而且还可以作为速度选通的抗干扰措施。针对一种面目标,在视频上通过仿真手段研究了该检测方法在加噪和不加噪两种情况下的检测结果。     

基于二维最小相位相干因子的MIMO穿墙雷达成像方法

讨论了基于因式分解的穿墙雷达多输入多输出阵列配置方法,在此基础上提出了基于二维最小相位相干因子(2D Minimum Phase Coherence Factor,2D MPCF）加权的成像方法。2D MPCF综合了相位相干因子和距离向相位相干因子的优点,在方位向和距离向均有良好的栅瓣和旁瓣杂波抑制效果。仿真实验结果验证了所提成像方法不仅可以有效抑制杂波干扰,而且提高了成像结果分辨率。     

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.     

MIMO雷达系统中的Cyclic-Esprit算法

一些人工信号通常具有特殊的时间特性——循环平稳特性,此时,在MIMO雷达中运用传统的DOA估计算法得到的估计结果精度很差,甚至失效。针对这一情况,文中提出了一种适用于在MIMO雷达中运用的Cyclic-Esprit算法,从理论方面推导证明了算法在MIMO雷达中运用的合理性和有效性。仿真实验表明对于具有循环平稳特性的人工信号的DOA估计,算法取得了非常好的效果。     

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。     

基于幺模矩阵的MIMO雷达正交编码信号设计

针对MIMO雷达发射正交波形的要求,提出一种基于幺模矩阵的MIMO雷达信号设计的方法,该方法采用循环迭代算法,设计产生一组幺模的正交相位编码信号,通过仿真实验表明,由此算法设计信号波形具有较低的相关峰值旁瓣电平(PSL)和归一化的互相关峰值(CP)、支持更长的发射信号码长及良好的多普勒分辨率。且此算法具有收敛速度快、性能稳定、运算量低的特点。     

Three-dimensional reduced-dimension transformation for MIMO radar space-time adaptive processing

In this paper, a spatial-temporal filter with three-dimensional (3D) cascaded configuration is proposed for multi-input multi-output (MIMO) radar space-time adaptive processing (STAP) based on reduced-dimension transformation. The 3D weight vector which is decomposed into the Kronecker product of transmitting, receiving and temporal weight vectors can be efficiently obtained by the proposed tri-iterative algorithm (TRIA). It is shown that the proposed approach can significantly reduce the computational burden and training-data requirement. The effectiveness of the proposed algorithm is demonstrated via the numerical experiments as compared with the other methods.     

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。     

Target spatial and frequency scattering diversity property for diversity MIMO radar

Statistical multiple-input multiple-output (MIMO) radar, e.g., frequency diversity MIMO radar (FDMR) and spatial diversity MIMO radar (SDMR), can exploit signal diversity to improve target detection performance. The statistical property of target echo signals received in diversity channels is an important concern in designing signal processing algorithms for an FDMR and an SDMR, which is studied in this paper by using a round shaped scatterers centre target model. A uniform formula is derived to estimate the correlation coefficients of target echo signals in diversity channels for both an FDMR and an SDMR. The theoretical correlation coefficients are testified by numerical experiments.     

集中式MIMO雷达与相控阵雷达干扰抑制性能对比

针对传统相控阵雷达与集中式多输入多输出( MIMO)雷达的干扰抑制性能优劣问题,对集中式MIMO雷达与相控阵雷达的信干噪比和改善因子进行了对比分析,从理论上研究了两种体制雷达的干扰抑制能力并进行了数字仿真。仿真结果表明,与传统相控阵雷达相比,集中式MIMO雷达通过提升信干噪比输出增强了干扰抑制能力。