MIMO雷達綜述

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1、MIMO雷達綜述摘要:雷達采用多個發(fā)射天線,同時發(fā)射相互正交的信號,對目標進行照射,然后用多個接收天線接收目標回波信號并對其進行綜合處理,提取目標的空間位置和運動狀態(tài)等信息。在分布式MIMO雷達中,多個發(fā)射天線的空間分布很廣,多個發(fā)射信號從不同的角度照射目標,雖然由于目標RCS的起伏會使目標對單個發(fā)射波形產(chǎn)生的回波會表現(xiàn)出劇烈的起伏,但經(jīng)過接收端對多個信號回波的綜合處理后,目標回波的信噪比表現(xiàn)出近似穩(wěn)定的信噪比,從而可以有效的克服目標閃爍引起的雷達檢測性能下降問題。本文以相參MIMO雷達為研究對象,討論MIMO雷達的原理,并分析其要的優(yōu)點及缺點,為對MI

2、MO雷達的對抗提供對象知識。關(guān)鍵字:MIMO雷達;自適應波束形成;陣列信號處理Abstract:Radarusesmultipletransmitantennasatthesametime,transmitthesignaltothetarget,thenthetargetisilluminated,andthenthetargetechosignalisreceivedbyapluralityofreceivingantennasandthetargetechosignalisreceivedandprocessed.InthedistributedM

3、IOMradar,thespatialdistributionofmultipletransmitantennasisverywide,andmultipleemissionsignalsfromdifferentanglesareilluminated,althoughthetargetRCScancausethetargettoproducetheechoofasingletransmitwaveform,itcanshowdramaticupsanddowns,butafterreceivingacomprehensivetreatmentofmu

4、ltiplesignalecho,theSNRoftargetechoismorestablethanthatofthesignaltonoiseratio,soastoovercometheproblemoftheperformancedegradationcausedbytheradardetection.Inthispaper,MIMOcoherentradarastheresearchobject,theprincipleofMIMOradarisdiscussed,andtheadvantagesanddisadvantagesofMIMOra

5、darareanalyzed,andtheknowledgeofobjectknowledgeisprovided.KeyWords:MIMOradar;adaptivebeamforming;arraysignalprocessing1.引言多輸人多輸出系統(tǒng)(MIMO,Multipleinputmultipleoutput)原本是控制系統(tǒng)中的一個概念,表示一個系統(tǒng)有多個輸入和多個輸出.如果將移動通信系統(tǒng)的傳輸信道看成一個系統(tǒng),則發(fā)射信號可看成移動信道(系統(tǒng))的輸入信號,而接收信號可看成移動信道的輸出信號。從上個世紀90年代中期以來,貝爾實驗室等先后提出

6、在無線通信系統(tǒng)中的基站和移動端均用多天線的方案,即對移動信道這樣一個系統(tǒng)而言,有多個信號輸入和多個信號輸出(MIMO系統(tǒng))。由于MIMO通信系統(tǒng)可獲得空間分集增益,能顯著地提高移動通信系統(tǒng)在衰落信道條件下的信道容量,特別對大的角度擴展信道(極端情況是2π),其性能改善猶為明顯,理論分析表明,信道容量與收發(fā)兩端天線陣元數(shù)有直接關(guān)系。雷達目標在不同的散射方向提供了豐富的散射信號,考慮地物等環(huán)境對目標不同部分散射信號的反射。雷達接收的信號應是各多徑信號的疊加.具有與通信中角度擴展相似的特性,因此,相距一定間隔的兩個接收天線接收的信號可以是相互獨立的。另外,雷達

7、目標具有明顯的閃爍特性,理論和實驗均表明,雷達目標在姿態(tài)和方向上的微小變化,都將導致雷達回波(即RCS,雷達截面積)的嚴重起伏,可達10—25dB。這種回波信號的起伏十分類似于移動信道的信號衰落,將嚴重影響常規(guī)雷達的探測性能??梢?,雷達回波信號具有某些與移動通信信道相似的特性,將已在移動通信中得到深入研究的MIMO概念,引伸應用于解決雷達信號接收和目標探測問題,應是一種可行的嘗試。MIMO(Multiple-Input-Multiple-Out-put)技術(shù)能使雷達系統(tǒng)通過獨特的時間--能量管理技術(shù)實現(xiàn)多個獨立寬波束同時照射,是近年來雷達領(lǐng)域提出的一種全

8、新的雷達體制,并已引起學者們的廣泛關(guān)注。在2003到2004年的一些雷達會議上,

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