MIMO雷達(dá)抗有源干擾陣列設(shè)計(jì)方法

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1、學(xué)校代碼10701學(xué)號(hào)1502121077分類號(hào)TN95密級(jí)公開(kāi)西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文MIMO雷達(dá)抗有源干擾陣列設(shè)計(jì)方法作者姓名：王潔一級(jí)學(xué)科：信息與通信工程二級(jí)學(xué)科：信號(hào)與信息處理學(xué)位類別：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師姓名、職稱：張娟副教授學(xué)院：電子工程學(xué)院提交日期：2018年6月ArrayDesignofMIMORadarAnti-activeJammingAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommuni

2、cationsandInformationSystemsByWangJieSupervisor:ZhangJuanAssociateProfessorJune2018摘要摘要MIMO意為多輸入多輸出，這項(xiàng)技術(shù)首先應(yīng)用在通信方面，因其良好的分集特性引起研究人員的關(guān)注。隨后，雷達(dá)相關(guān)研究人員將MIMO技術(shù)應(yīng)用在雷達(dá)方面，提出MIMO雷達(dá)的新概念。相比較于早期相控陣?yán)走_(dá)，MIMO雷達(dá)具有較高的自由度、優(yōu)良的目標(biāo)識(shí)別能力和參數(shù)估計(jì)性能，因此，MIMO雷達(dá)成為雷達(dá)相關(guān)研究人員的重點(diǎn)研究方向?，F(xiàn)階段，MIMO雷達(dá)的體制類型主要包括分布式的MIMO雷達(dá)(distri

3、butedMIMOradar)和集中式的MIMO雷達(dá)(collocatedMIMOradar)。分布式MIMO雷達(dá)的各個(gè)陣元間距較大，并且各個(gè)發(fā)射陣元發(fā)射互不相同碼元、頻率、或極化特性的波形，因此，MIMO雷達(dá)的收發(fā)陣元被同時(shí)干擾的概率相對(duì)較低。集中式MIMO雷達(dá)的發(fā)射端在空間中合成寬波束(或全向波束)，接收端通過(guò)產(chǎn)生多個(gè)波束的處理方式，在一定程度上降低了目標(biāo)信號(hào)被截獲的概率。隨著電子干擾技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子偵察接收設(shè)備的高靈敏度表明，MIMO雷達(dá)仍然面臨著被干擾的風(fēng)險(xiǎn)。本文主要討論在集中式MIMO雷達(dá)有源干擾環(huán)境下，使得綜合方向圖的主瓣指向目標(biāo)方向并

4、且在有源干擾方位產(chǎn)生零陷，實(shí)現(xiàn)抑制有源干擾。由于MIMO雷達(dá)的綜合波束方向圖與陣列陣形有關(guān)，因此，本文主要通過(guò)MIMO雷達(dá)的陣列設(shè)計(jì)，提高M(jìn)IMO雷達(dá)的抗有源干擾性能。主要研究?jī)?nèi)容如下：首先，由于MIMO雷達(dá)的本質(zhì)也是基于陣列的原理，先介紹了陣列信號(hào)的基本原理，在此基礎(chǔ)上介紹了MIMO雷達(dá)的基本概念和基本原理，重點(diǎn)分析了MIMO雷達(dá)的虛擬陣元形成原理，導(dǎo)出了MIMO雷達(dá)方向圖公式。然后，建立了MIMO雷達(dá)在有源干擾環(huán)境下的信號(hào)模型，并分析了在有源干擾場(chǎng)景下MIMO雷達(dá)的波束成形算法。其次，提出基于新型稀疏陣列(嵌套陣列和互質(zhì)陣列)的MIMO雷達(dá)陣列設(shè)計(jì)

5、抗有源干擾方法。早期傳統(tǒng)MIMO雷達(dá)采用均勻線陣作為收發(fā)陣列，抗干擾的個(gè)數(shù)主要受虛擬陣元個(gè)數(shù)(收發(fā)陣元個(gè)數(shù)的乘積)的限制，采用新型稀疏陣列作為MIMO雷達(dá)的接收陣列，并經(jīng)過(guò)Khatri-Rao積預(yù)處理，可以大大擴(kuò)展了MIMO雷達(dá)的虛擬陣列的孔徑，提升了系統(tǒng)的自由度。因此，可以抑制有源干擾的數(shù)目多于收發(fā)陣元的數(shù)目乘積。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，可以證明，基于新型稀疏陣列的MIMO雷達(dá)可以抑制有源干擾個(gè)數(shù)多于收發(fā)陣元個(gè)數(shù)的乘積。同時(shí)，該新型稀疏陣列MIMO雷達(dá)在提高系統(tǒng)自由度的同時(shí)，也減少了物理陣元個(gè)數(shù)，減少系統(tǒng)復(fù)雜度和成本代價(jià)。最后，提出了基于陣元位置控制的MIMO

6、雷達(dá)抗有源干擾方法。介紹了基于陣元相位控制和基于陣元位置控制的MIMO雷達(dá)抗有源干擾方法。這兩種方法的主要思想是通過(guò)陣元相位的擾動(dòng)(或陣元位置的擾動(dòng))，將MIMO雷達(dá)綜合方向圖的主瓣指I西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文向目標(biāo)方位，并且在有源干擾方位使得方向圖產(chǎn)生零陷，實(shí)現(xiàn)有源干擾的抑制。最后，提出陣元相位控制和位置控制相結(jié)合的MIMO雷達(dá)抗有源干擾方法，該方法可以使MIMO雷達(dá)綜合波束方向圖在有源干擾方位形成更深的零陷，抑制有源干擾的效果更好。關(guān)鍵詞：多輸入多輸出雷達(dá)，有源干擾，陣列設(shè)計(jì)，嵌套陣列，互質(zhì)陣列，陣元位置擾動(dòng)IIABSTRACTABSTRACT

7、MIMOmeansmulti-inputandmulti-output.Thistechnologyisfirstappliedtowirelesscommunication,andresearchersareconcernedbecauseofitsgooddiversitycharacteristics.Subsequently,radar-relatedresearchersappliedMIMOtechnologytoradarandproposedanewconceptofMIMOradar.Comparedwithearlyphasedar

8、rayradars,MIMOradarshavehighdegreeoffreedom,goo